Как подключить оин 1 в трехфазную сеть: Схема подключения оин 1 в трехфазную сеть. Защита от импульсных перенапряжений. Ограничитель импульсных перенапряжений

Содержание

Схема подключения оин 1 в трехфазную сеть. Защита от импульсных перенапряжений. Ограничитель импульсных перенапряжений


Схема подключения ограничителя импульсных перенапряжений

Ограничитель импульсных перенапряжений

  1. Преимущества в использовании ОПН
  2. Технические характеристики ОПН
  3. Устройство ограничителей импульсных перенапряжений
  4. Защита от импульсных перенапряжений

Среди множества защитных устройств широко известен такой высоковольтный аппарат, как ограничитель импульсных перенапряжений. Импульсные перенапрежения возникают в результате нарушений в атмосферных или коммутационных процессах и способны нанести серьезный вред электрооборудованию.

Основным средством защиты дома при попадании молнии служит громоотвод или молниеотвод. Но он не способен справиться с разрядом, проникшим в сеть через воздушные линии. Поэтому проводник, принявший на себя этот импульс, становится основной причиной выхода из строя электрооборудования и домашней аппаратуры, подключенной к данной сети. Чтобы избежать подобных неприятностей рекомендуется их полное отключение на период грозы. Гарантированная защита обеспечивается путем установки ограничителей перенапряжения (ОПН).

Преимущества в использовании ОПН

В обычных средствах защиты установлены карборундовые резисторы, а также соединенные последовательно искровые промежутки. В отличие от них в ОПН устанавливаются нелинейные резисторы, основой которых является окись цинка. Они объединяются в общую колонку, помещенную в фарфоровый или полимерный корпус. Таким образом, обеспечивается их эффективная защита от внешних воздействий и безопасная эксплуатация устройства.

Особенности конструкции оксидно-цинковых резисторов позволяют выполнять ограничителям перенапряжения более широкие функции. Они свободно выдерживают, независимо от времени, постоянное напряжение электрической сети. Размеры и вес ОПН значительно ниже, чем у стандартных вентильных разрядников.

Технические характеристики ОПН

Основной величиной, характеризующей работу ограничителя перенапряжения ОПН, является максимальное действие рабочего напряжения, которое может подводиться к клеммам прибора без каких-либо временных ограничений.

Ток, проходящий через защитное устройство под действием напряжения, называется током проводимости. Его значение измеряется в условиях реальной эксплуатации, а основными показателями служит активность и емкость. Общая величина такого тока может составлять до нескольких сотен микроампер. По этому параметру оцениваются рабочие качества ОПН.

Все импульсные ограничители способны устойчиво переносить медленно изменяющееся напряжение. То есть, они не должны разрушаться в течение определенного времени при повышенном уровне напряжения. Значения, полученные при испытаниях, позволяют настроить защитное отключение прибора по истечению установленного срока.

Величина предельного разрядного тока является максимальным значением грозового разряда. С ее помощью устанавливается предел прочности импульсного ограничителя при прямом попадании молнии.

Нормативный ресурс ОПН определяется и токовой пропускной способностью. Он рассчитывается для работы в наиболее тяжелых условиях, когда присутствуют максимальные грозовые или коммутационные перенапряжения.

Устройство ограничителей импульсных перенапряжений

Производители электротехники пользуются технологией и конструкторскими решениями, которые применяются в других электроустановочных изделиях. Прежде всего, это материал корпуса и габаритные размеры, внешний вид и прочие параметры. Отдельно решаются технические вопросы, связанные с установкой ОПН и его подключением к общим электроустановкам потребителей.

Существуют отдельные требования, предъявляемые именно этому классу устройств. Корпус ограничителя перенапряжений должен обеспечивать защиту от прямых прикосновений. Полностью исключается риск возгорания защитного устройства из-за перегрузок. При его выходе из строя на линии не должно быть коротких замыканий.

Современный ограничитель импульсных перенапряжений оборудуется простой и надежной индикацией. К нему может подключаться сигнализация дистанционного действия.

Защита от импульсных перенапряжений

Защита от импульсных перенапряжений.

Ограничитель импульсных перенапряжений

Просмотров 1 856

Причины возникновения импульсных перенапряжений

Бытовая электротехника изготовлена на полупроводниках и микропроцессорах, которые имеют слабую изоляцию. Эта техника может выйти из строя даже при небольшом импульсном скачке напряжения. Поэтому для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений применяются ограничители импульсных перенапряжений УЗИП.

Причин возникновения импульсных помех несколько. Это удары молнии в линию электропередач или в металлические конструкции, которые находятся рядом с потребителями электроэнергии. Поражение молнией устройств молниезащиты. разряды молний в облаках и близкие удары молний, также наводят электрические импульсные помехи в системе энергоснабжения.

Переключение больших индуктивных и емкостных нагрузок на энергоемких предприятиях, короткое замыкание в сети. Еще на предприятиях во время работы мощных электроустановок создаются электромагнитные помехи.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП

Работа устройства УЗИП похожа на работу ограничителя перенапряжений имеющих вольтамперную характеристику. Для осуществления качественной защиты от импульсных перенапряжений создают трехступенчатую защиту. Каждая ступень рассчитана на свою величину уровня помех и свою крутизну фронта импульса.

Схема подключения УЗИП к сети TNC и сети TNS

Так УЗИП-I рассчитан на амплитуду помех 25-100 кА с длительностью фронта импульса 350 мкс. УЗИП-II отсекает уровень амплитуды импульсов значением 15-20кА. Защищает это устройство от импульсных помех, вызванных переходными процессами в распредсетях. УЗИП-III предназначен для установки рядом с нагрузкой, и защищает электрооборудование от остаточных импульсных перенапряжений.

Защита от импульсных перенапряжений тремя ступенями УЗИП

Все модули УЗИП крепятся на din-рейке, что удобно при быстрой замене неисправного импульсного блока. Чтобы согласовать работу и временную задержку всех трех ступеней, расстояние между которыми не должно быть меньше 5 метров (для УЗИП на нелинейных элементах — варисторах).

Уменьшение импульсных перенапряжений после каждой ступени защиты УЗИП

Такое расстояние проводников вызвано временной задержкой, которая необходима для нарастания импульса на следующей ступени УЗИП, Эта задержка дает возможность отработать предыдущей ступени, тем самым защитить последующие УЗИП от перегрузки.

Когда длина проводников меньше 5 метров, то ставят компенсационные индуктивности, которые рассчитывают с учетом 1 мкГ/м. Чтобы компенсировать длину проводов в 5 метров, нужно ставить индуктивность 5 мГ. В электросети частного дома УЗИП-I нужно ставить на вводе электрощита ,

Схема подключения одного УЗИП в частном доме

УЗИП-II после счетчика и несколько УЗИП-III перед каждым потребителем электроэнергии. Компенсационную индуктивность 5 мГ ставят перед УЗИП-II и УЗИП-III. Это способ защиты дает наилучшие результаты.

Тоже интересные статьи

Принцип работы стабилизатора напряжения

Скачки напряжения в электросети

Схема подключения реле напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома

Любое электротехническое оборудование создается для работы с определённой электрической энергией, зависящей от тока и напряжения в сети. Когда их величина становится больше запроектированной нормы, то возникает аварийный режим.

Предотвратить возможность его образования или ликвидировать разрушение электрооборудования призваны защиты. Они создаются под конкретные условия возникновения аварии.

Особенности защит домашней электропроводки от повышенного напряжения

Изоляция бытовой электрической сети рассчитывается на предельное значение напряжения чуть выше одного-полутора киловольт. Если оно возрастает больше, то через диэлектрический слой начинает проникать искровой разряд, который может перерасти в дугу, образующую пожар.

Чтобы предотвратить его развитие создают защиты, работающие по одному из двух принципов:

1. отключения электрической схемы дома или квартиры от повышенного напряжения;

2. отвода опасного потенциала перенапряжения от защищаемого участка за счет быстрого его перенаправления на контур земли.

При незначительном повышении напряжения в сети исправить положение призваны также стабилизаторы различных конструкций. Но, в большинстве своем они создаются для поддержания рабочих параметров электроснабжения в ограниченном диапазоне его регулирования на входе, а не как защитное устройство. Их технические возможности ограничены.

В домашней проводке напряжение может повыситься:

1. на относительно продолжительный срок, когда происходит отгорание нуля в трехфазной схеме и потенциал нейтрали смещается в зависимости от сопротивления случайно подключенных потребителей;

2. кратковременным импульсом.

С первым видом неисправности успешно справляется реле контроля напряжения. Оно постоянно занимается мониторингом входных параметров сети и при достижении ими уровня верхней уставки отключает схему от питания до момента устранения аварии.

Причинами появления кратковременно возникающих импульсов перенапряжения могут быть две ситуации:

1. одновременное отключение нескольких мощных потребителей на питающей линии, когда трансформаторная подстанция не успевает мгновенно стабилизировать систему;

2. ударе грозового разряда молнии в электрооборудование ЛЭП, подстанции или дома.

Второй вариант развития аварии представляют наибо́льшую опасность, чем во всех предыдущих случаях. Сила тока молнии достигает огромных величин. При усредненных расчетах ее принимают в 200 кА.

Она при ударе в молниеприемник и нормальной работе молниезащиты здания протекает по молниеотводу на контур заземления. В этот момент во всех рядом расположенных проводниках по закону индукции наводится ЭДС, величина которой измеряется киловольтами.

Она может появиться даже в отключенной от сети проводке и сжечь ее оборудование, включая дорогостоящие телевизоры, холодильники, компьютеры.

Молния может ударить и в питающую здание воздушную ЛЭП. В этой ситуации нормально работают разрядники линии, гася ее энергию на потенциал земли. Но полностью ликвидировать его они не способны.

Часть высоковольтного импульса по проводам подключенной схемы станет растекаться во все возможные стороны и придет на ввод жилого дома, а с него — ко всем подключенным приборам чтобы сжечь их наиболее слабые места: электродвигатели и электронные компоненты.

В итоге мы получили два варианта повреждения дорогостоящего бытового электрооборудования жилого здания при нормальном ликвидации штатными защитами последствий удара молнии в молниеприемник собственного здания или питающую ЛЭП. Напрашивается вывод: необходимо устанавливать для них автоматическую защиту от импульсных разрядов .

Виды ограничителей перенапряжения для домашней электропроводки

Ассортимент подобных защит создается для работы в разных условиях, отличается конструкцией, применяемыми материалами, технологией работы.

Принципы формирования элементной базы ОПН

При создании защит от перенапряжения учитываются технические возможности различных конструкторских решений. Для газонаполненных разрядников характерно то, что они после окончания прохождения импульса разряда поддерживают протекание дополнительного тока, близкого по величине к нагрузке короткого замыкания. Его называют сопровождающим током.

Разрядники, обеспечивающие ток сопровождения порядка 100÷400 ампер, сами могут стать источником пожара и не обеспечить защиту. Их нельзя устанавливать для защиты изоляции от пробоя между любой фазой, рабочим и защитным нулем. Модели других типов разрядников работают вполне надежно внутри сети 0,4 кВ.

В домашней проводке приоритет в защитах от перенапряжения получили варисторные устройства. При нормальных условиях эксплуатации электроустановки они создают очень маленькие токи утечек до нескольких миллиампер, а во время прохождения высоковольтного импульса напряжения максимально быстро переводятся в туннельный режим, когда способны пропускать до тысяч ампер.

Классы стойкости изоляции домашней электропроводки к импульсным перенапряжениям

Электрооборудование жилых зданий создается по четырем категориям, которые обозначаются римскими цифрами IV÷I и характеризуются предельной величиной допустимого перенапряжения в 6, 4, 2,5 и 1,5 киловольта. Под эти зоны и проектируются защиты от импульсных перенапряжений.

В технической литературе их принято называть «УЗИП». что расшифровывается как устройство защиты от импульсного перенапряжения. Производители электрооборудования в маркетинговых целях ввели более понятное для простого населения определение — ограничители. В интернете можно встретить и другие названия.

Поэтому, чтобы не запутаться в используемой терминологии, рекомендуется обращаться к техническим характеристикам устройств, а не только к их наименованию.

Основные параметры взаимосвязи категорий стойкости изоляции с зонами опасности здания и применением для них трех классов УЗИП поможет понять приведенный ниже рисунок.

Он демонстрирует, что на участке от трансформаторной подстанции по линии электропередач до вводного щита может прийти импульс в 6 киловольт. Его величину должен снизить ограничитель перенапряжения класса I в зоне 1 до четырех кВ.

В распределительном щитке зоны 2 работает ограничитель класса II, снижая напряжение до 2,5 кВ. Внутри жилой комнаты с зоной 3 УЗИП класса III обеспечивает итоговое снижение импульса до 1,5 киловольта.

Как видим, все три класса ограничителей работают комплексно, последовательно и поочередно снижают импульс перенапряжения до допустимой для изоляции электропроводки величины.

Если хоть один из составных элементов этой цепочки защит окажется неисправным, то откажет вся система и возникнет пробой изоляции на конечном приборе. Использовать их необходимо комплексно, а в процессе эксплуатации требуется проверять исправность технического состояния хотя бы внешним осмотром.

Подбор варисторов для разных классов ограничителей перенапряжений

Производители оборудования устройства УЗИП снабжают моделями варисторов, подобранных по вольт-амперным характеристикам. Их вид и рабочие пределы показаны на соответствующем графике.

Каждому классу защиты соответствует свое напряжение и ток открытия. Устанавливать их можно только на свое место.

Принципы формирования схем включения ограничителей перенапряжения

Для защиты линии электроснабжения квартиры могут использоваться различные принципы подключения УЗИП:

В первом случае выполняется продольный принцип защиты каждого провода от перенапряжений относительно контура земли, а во втором — поперечный между каждой парой проводов. На основе сбора статистических данных обработки неисправностей и их анализа выявлено, что возникающие противофазные импульсные перенапряжения создают бо́льшие повреждения и поэтому считаются самыми опасными.

Комбинированный способ позволяет объединять оба предшествующих метода.

Варианты схем подключения ограничителей перенапряжения для системы заземления TN-S

Схема с электронными УЗИП и разрядниками

В этой схеме УЗИП всех трех классов устраняют импульсы перенапряжений между фазами линии и рабочим нулем N по цепочкам «провод — провод». Функция снижения синфазных перенапряжений возложена на разрядники определённого класса за счет их подключения между рабочим и защитным нулем.

Этот способ позволяет гальванически разъединять PE и N между собой. Положение нейтрали трехфазной сети зависит от симметрии приложенных нагрузок по фазам. Она всегда имеет какой-то потенциал, который может быть от долей до нескольких десятков вольт.

Если в системе работают блоки питания с импульсной нагрузкой, то от них высокочастотные помехи могут передаваться по цепям уравнивания потенциалов и заземления через РЕ-проводник к чувствительным электронным приборам, мешать их работе.

Включение разрядников в этом случае уменьшает воздействие перечисленных факторов за счет лучшей гальванической развязки, чем у электронных ограничителей на варисторах.

Схемы с электронными УЗИП в классах защит I и II

В этой схеме зашита от импульсных напряжений в вводном и распределительном щитах выполняется только электронными ОПН.

Они устраняют все синфазные перенапряжения (любых проводов относительно контура земли).

В классе III работает предыдущая схема с электронным ОПН и разрядником, обеспечивая защиту (провод — провод) для оконечного потребителя.

Особенности использования различных моделей ОПН с учетом очередности работы каскадов

При эксплуатации ступеней защит от импульсного перенапряжения требуется их согласование, координация. Она осуществляется удалением ступеней по кабелю на расстояние более 10 метров.

Объясняется это требование тем, что при попадании в схему высоковольтного импульса с крутой формой волны за счет индуктивного сопротивления жил на них происходит падение напряжения. Оно сразу прикладывается к первому каскаду, вызывает его срабатывание. Если это требование не выполнять, то происходит шунтирование ступеней, когда защита работает неправильно.

По такому же принципу подключаются и последующие каскады защит.

Когда по конструктивным особенностям оборудования оно расположено близко, то в схему искусственно включают дополнительные разделительные дроссели импульсного типа, создающие цепочку задержки. Их индуктивность настраивают в пределах 6÷15 микрогенри в зависимости от типа используемого ввода электропитания в здание.

Вариант такого подключения при близком расположении вводного и распределительного щитов и удаленном монтаже оконечных потребителей показан на схеме.

Монтируя дросселя по такой системе следует учитывать их возможность надежно работать при создаваемых нагрузках, выдерживать их предельные значения.

В целях удобства обслуживания защиты от импульсного перенапряжения вместе с дроссельными устройствами могут быть помещены в отдельный защитный щиток, последовательно связывающий вводное устройство с ГРЩ дома.

Один из вариантов подобного исполнения для здания, выполненного по системе зазамления TN-C-S, показан на схеме ниже.

При таком монтаже можно все три класса ограничителей размещать в одном месте, что удобно при обслуживании. Для этого надо последовательно между ступенями защит смонтировать разделительные дроссели.

Конструктивно вводное устройство, ГРЩ и защитный щиток при таком способе монтажа схемы следует располагать как можно ближе.

Комбинированное расположение УЗИП и дросселей в одном месте — защитном щитке позволяет исключить попадание импульсов перенапряжения уже на оборудование ГРЩ, в котором выполняется разделение PEN проводника.

Подключение силовых кабелей к ГЗЩ имеет особенности: их необходимо прокладывать по кратчайшим путям, избегая совместного соприкосновения для участков защищенной схемы и без защит.

Современные производители постоянно модифицируют свои разработки УЗИП, используя встроенные импульсные разделительные дроссели. Они позволили не только располагать ступени защит на близком расстоянии по кабелю, но и объединять их в отдельном блоке.

Сейчас на рынке, с учетом реализации этого метода, появились конструкции УЗИП комбинированных классов I+II+III или I+II. Различный ассортимент моделей таких разрядников выпускает российская копания Hakel.

Они создаются под разные системы заземления здания, работают без установки дополнительных ступеней защит, но требуют выполнения определенных технических условий монтажа по длине подключаемого кабеля. В большинстве случаев он должен быть менее 5 метров.

Для нормальной работы электронного оборудования и защиты его от помех высокой частоты выпускаются различные фильтры, в которые включают УЗИП класса III. Они нуждаются в подключении к контуру заземления через РЕ проводник.

Особенности защиты сложной бытовой техники от импульсов перенапряжений

Жизнь современного человека диктует необходимость использования различных электронных устройств, обрабатывающих и передающих информацию. Они довольно чувствительны к высокочастотным помехам и импульсам, плохо работают или вообще отказывают при их появлении. Для устранения подобных сбоев используют индивидуальное заземление корпуса прибора, называемое функциональным.

Его электрически отделяют от защитного РЕ проводника. Однако, при ударе молнии в молниезащиту между заземлениями здания или линии и функциональным электронного прибора по контуру земли потечет ток разряда, вызванный приложенным высоковольтным импульсом перенапряжения.

Устранить его можно выравниванием потенциалов этих контуров за счет монтажа специального разрядника между ними, который будет выравнивать потенциалы контуров при авариях и обеспечивать гальваническую развязку в повседневных условиях эксплуатации.

На выпуске подобных разрядников также специализируется копания Hakel.

Дополнительное требование к защите ОПН от коротких замыканий

Все УЗИП включаются в схему для выравнивания потенциалов между различными ее частями в критических ситуациях. При этом необходимо учитывать, что они сами, несмотря на наличие встроенной тепловой защиты варисторов, могут быть повреждены и стать из-за этого источником короткого замыкания, перерастающего в пожар.

Защита на варисторах может отказать при длительном превышении номинального напряжения, связанного, например, с отгоранием нуля в трехфазной питающей сети. Разрядники же, в отличие от электроники, вообще не снабжаются тепловой защитой.

По этим причинам все конструкции УЗИП дополнительно защищаются предохранителями, работающими при перегрузках и коротких замыканиях. Они обладают специальной сложной конструкцией и сильно отличаются от моделей с простой плавкой вставкой.

Применение автоматических выключателей для таких ситуаций не всегда оправданно: они повреждаются от импульсов грозовых разрядов, когда происходит сваривание силовых контактов.

Используя схему защиты УЗИП предохранителями необходимо соблюдать принцип создания ее иерархии методами селективности.

Как видим, чтобы обеспечить надежную защиту домашней электропроводки от импульсных перенапряжений необходимо скрупулезно подойти к этому вопросу, проанализировать вероятность возникновения аварий в проектной схеме с учетом работающей системы заземления и под нее выбрать наиболее подходящие ограничители ОПН.

Электрик Инфо — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.

Информация и обучающие материалы для начинающих электриков.

Кейсы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок.

Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+

Перепечатка материалов сайта запрещена.

Источники: http://electric-220.ru/news/ogranichitel_impulsnykh_perenaprjazhenij/2015-02-26-841, http://electricavdome.ru/zashhita-ot-impulsnyx-perenapryazhenij.html, http://electrik.info/main/electrodom/1179-ogranichiteli-perenapryazheniya-vidy-i-shemy.html

electricremont.ru

Ограничители импульсных напряжений (ОИН) ОИН1, ОИН2

ОИН1, ОИН2

РМЕА 656111.011 ТУ Предназначены для защиты электрооборудования и бытовых приборов от грозовых и импульсных перенапряжений. ОИН1 — без индикатора рабочего состояния; ОИН2 — с индикатором рабочего состояния.

Нормативно-правовое обеспечение

  • Отвечают требованиям ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования», других стандартов и ПУЭ».
  • Отвечает требованиям к защите от перенапряжений по ГОСТ Р 50571.19

Функциональные возможности

ОИН1 — ограничитель импульсных напряжений моноблок с варистором; по заказу световой индикатор наличия напряжения сети. ОИН2 — ограничитель импульсных напряжений моноблок с варистором, световой индикатор рабочего состояния, световая индикация напряжения сети.

Конструктивные особенности

Ограничитель импульсных напряжений (ОИН) обеспечивает:

  • Максимальное длительное рабочее напряжение 275 В частотой 50 Гц
  • Рабочий потребляемый ток при напряжении 275 В не превышает 0,7 мА
  • Выполнен в виде унифицированного модуля шириной 17,5 мм для монтажа на рейке 35/7мм
  • Выдерживает воздействие импульсов комбинированной волны с напряжением разомкнутой цепи 10,0 кВ и с током короткозамкнутой цепи 5 кА
  • Обеспечивает защиту оборудования от импульсного перенапряжения категории II по ГОСТ Р 50571.19-2000 (уровень напряжения защиты 2,0 кВ)
  • Выдерживает без повреждений воздействие временного перенапряжения 380 В
  • Классификация по тепловой защите: ОИН1 и ОИН2 — без тепловой защиты.
  • Классификация по наличию индикатора состояния: ОИН1 — без индикатора; ОИН1С (по дополнительному заказу) — со световым индикатором наличия напряжения сети; ОИН2 — со световым индикатором рабочего состояния.
  • Классификация по ремонтопригодности: ОИН1 и ОИН2 — моноблочные (неремонтируемые в условиях эксплуатации).
  • Допускает присоединение проводников сечением от 4 до 16 мм
Наименование характеристики Значение параметров
Номинальное напряжение питающей сети, В 220
Номинальный разрядный ток, кА 5; 10; 20
Максимальный разрядный ток, кА 12,5; 25; 50
Остаточное напряжение при номинальном токе не выше, В 2000
Класс испытаний по ГОСТ Р 51992 II
Степень защиты, обеспечиваемая оболочками не ниже IP20
Температура окружающего воздуха, С от -45 до 55
Габаритные разметы, мм 80 x 17,5 x 65,5
Масса, не более, кг 0,12
Гарантийный срок эксплуатации, лет 3

www.energomera.ru

Защита от импульсных перенапряжений. Ограничитель импульсных перенапряжений

Причины возникновения импульсных перенапряжений

Бытовая электротехника изготовлена на полупроводниках и микропроцессорах, которые имеют слабую изоляцию. Эта техника может выйти из строя даже при небольшом импульсном скачке напряжения. Поэтому для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений применяются ограничители импульсных перенапряжений УЗИП.

Причин возникновения импульсных помех несколько. Это удары молнии в линию электропередач или в металлические конструкции, которые находятся рядом с потребителями электроэнергии. Поражение молнией устройств молниезащиты, разряды молний в облаках и близкие удары молний, также наводят электрические импульсные помехи в системе энергоснабжения.

Переключение больших индуктивных и емкостных нагрузок на энергоемких предприятиях, короткое замыкание в сети. Еще на предприятиях во время работы мощных электроустановок создаются электромагнитные помехи.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений УЗИП

Работа устройства УЗИП похожа на работу ограничителя перенапряжений имеющих вольтамперную характеристику. Для осуществления качественной защиты от импульсных перенапряжений создают трехступенчатую защиту. Каждая ступень рассчитана на свою величину уровня помех и свою крутизну фронта импульса.

Схема подключения УЗИП к сети TNC и сети TNS

Так УЗИП-I рассчитан на амплитуду помех 25-100 кА с длительностью фронта импульса 350 мкс. УЗИП-II отсекает уровень амплитуды импульсов значением 15-20кА.  Защищает это устройство от импульсных помех, вызванных переходными процессами в распредсетях. УЗИП-III предназначен для установки рядом с нагрузкой, и защищает электрооборудование от остаточных импульсных перенапряжений.

Защита от импульсных перенапряжений тремя ступенями УЗИП

Все модули УЗИП крепятся на din-рейке, что удобно при быстрой замене неисправного импульсного блока. Чтобы согласовать работу и временную задержку всех трех ступеней, расстояние между которыми не должно быть меньше 5 метров (для УЗИП на нелинейных элементах — варисторах).

Уменьшение импульсных перенапряжений после каждой ступени защиты УЗИП

Такое расстояние проводников вызвано временной задержкой, которая необходима для нарастания импульса на следующей ступени УЗИП, Эта задержка дает возможность отработать предыдущей ступени, тем самым защитить последующие УЗИП от перегрузки.

Когда длина проводников меньше 5 метров, то ставят компенсационные индуктивности, которые рассчитывают с учетом 1 мкГ/м. Чтобы компенсировать длину проводов в 5 метров, нужно ставить индуктивность 5 мГ. В электросети частного дома УЗИП-I нужно ставить на вводе электрощита,

Схема подключения одного УЗИП в частном доме

УЗИП-II после счетчика и несколько УЗИП-III перед каждым потребителем электроэнергии.  Компенсационную индуктивность 5 мГ ставят перед УЗИП-II и УЗИП-III. Это способ защиты дает наилучшие результаты.

Тоже интересные статьи

electricavdome.ru

Как организовать защиту от перенапряжения сети в частном доме: схемы, приборы, оборудование

Наличие в доме дорогостоящей электробытовой и электронной технике, природные катаклизмы и низкое качество электроснабжения в городских сетях вынуждают собственников жилья принимать меры, чтобы минимизировать возможный ущерб от вышеуказанных факторов.

В данной статье речь пойдёт о практических мерах по защите от перенапряжения, которые можно реализовать при организации электроснабжения частного дома. Причём эти работы можно выполнить как при новом строительстве, так и при модернизации существующих систем электроснабжения частного дома.

Я выполнял указанные работы при переводе электропитания дома с однофазной на трёхфазную схему. Причём работы были не только выполнены, но и приняты представителями горэлектросетей без замечаний, а правильное функционирование приборов и эффективность защиты от перенапряжения проверена на практике в процессе эксплуатации. Известно, что основным условием подключения к городским электросетям является выполнение технических условий (ТУ), которые выдаются собственнику жилья. Как показал личный опыт, надеяться на то, что в данных ТУ будут отражены все мероприятия по безопасной эксплуатации электрооборудования, можно с определённым скептицизмом. На фото ниже показаны ТУ, выданные мне в горэлектросетях.

Примечание: пункты, помеченные на фото красным цветом, были мной реализованы самостоятельно ещё до получения тех. условий. Пункт, помеченный синим цветом, больше обусловлен интересами самих горсетей (защитить себя от ответственности за ущерб перед собственником дома по причине возможных проблем в зоне их ответственности).

Поэтому при разработке проекта схемы электроснабжения частного дома было решено использовать дополнительные меры по защите электрооборудования, которые не были отражены в ТУ. Ниже на фото показан фрагмент проекта электроснабжения моего жилого дома.

Как видно из фото, в учётно-распределительном шкафу (ЩР1), устанавливаемом внутри дома, предусмотрено устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП-II) согласно требованиям ТУ, выданных городскими электрическими сетями.

Так как ввод в дом осуществляется по воздушной линии, то с учётом требований ПУЭ (правил устройства электроустановок), на вводе в дом должны устанавливаться ограничители перенапряжений, что и было мной учтено в проекте (УЗИП-I на фото), которые установлены в шкафу (ЩВ1) на фасаде здания. Для защиты индивидуальных электроприёмников в доме используются ИБП (источники бесперебойного питания) и стабилизаторы напряжений.

Таким образом, защита электрооборудования дома от перенапряжений реализована в трёх зонах (уровнях):

  • на вводе в дом
  • внутри дома, в учётно-распределительном шкафу
  • индивидуальная защита электроприборов внутри помещений дома

Защита от перенапряжения

Что важно учесть при выполнении работ

В первую очередь должен отметить специфические особенности, предъявляемые к выполнению электромонтажных работ со стороны представителей городских электросетей. Для примера с точки зрения учёта потребляемой электроэнергии достаточно поверить и опечатать счётчик электроэнергии. Но поскольку в каждом из нас они видят «потенциальных расхитителей электроэнергии», то всё, что касается монтажа оборудования, присоединений на участке от городской опоры и до счётчика включительно, должно быть «недоступным для потребителя», закрытым (в боксы, шкафы) и опломбированным. Причём даже в том случае, если эти «требования» противоречат требованиям технической документации на установленное оборудование, создают риск возникновения отказов в работе оборудования и т. д. Более подробно об этих «специфических требованиях» будет сказано ниже.

Теперь о технической стороне вопроса:

Для защиты электрооборудования, установленного в доме, я использовал следующие приборы и аппараты.

1. В качестве УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений) — I уровня мной были использованы ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН), российского производства (Санкт-Петербург), в количестве трёх штук (по одному, на каждый фазный проводник). Заводское обозначение данных приборов — ОПНд-0,38. Установлены они в опечатанном пластиковом боксе в стальном шкафу на фасаде дома.

Что важно отметить по данному оборудованию:
  • Данные приборы защищают только от импульсных (кратковременных) перенапряжений, возникающих при грозах, а также от кратковременных коммутационных перенапряжений, причём в обе стороны. При длительных перенапряжениях, вызванных авариями и неполадками в городской электросети, данные приборы защиту дома не обеспечат.
  • В техническом плане ОПН представляет собой варистор (нелинейный резистор). Прибор подключается параллельно нагрузке между фазным и нулевым проводом. При появлении бросков (импульсов) напряжения, внутреннее сопротивление прибора моментально снижается, при этом ток через прибор резко и многократно возрастает, уходя в землю. Таким образом, происходит сглаживание (снижение) амплитуды импульсного напряжения. В связи с вышесказанным, при монтаже данных приборов нужно обратить особое внимание на устройство контура заземления и надёжного подключения ОПН к нему.
  • В зависимости от схемы электроснабжения дома, количество используемых ОПН может варьироваться. Например, для однофазного воздушного ввода достаточно установить один такой прибор, при питании от городской сети по двухпроводной линии. Для трёхфазного воздушного ввода в большинстве случаев достаточно установить три прибора (по числу фаз). Если ввод в дом осуществляется по трёхфазной, но пяти проводной схеме, или приборы ставится на участке после разделения общего проводника на нулевой рабочий (N) проводник и защитный проводник (PE), то потребуется установка дополнительного прибора между нулевым и защитным проводником.

2. В качестве УЗИП — II уровня я использовал аппараты УЗМ-50 М (устройство защитное многофункциональное) российского производства.

Из особенностей данных аппаратов можно отметить следующее:
  • В отличие от ОПН, данные аппараты обеспечивают защиту не только от импульсных перенапряжений, но и защиту от длительных (аварийных) перенапряжений и просадок (недопустимого падения напряжения).
  • В конструктивном отношении представляют собой реле контроля напряжения, дополненное мощным реле и варистором, заключенным в один корпус.
  • Для однофазной сети необходимо установить один аппарат, для трёхфазной сети потребуется три аппарата, не зависимо от числа проводников питающей линии.

3. Третий немаловажный момент, касающийся правильного монтажа и работы УЗИП при их последовательном включении (показаны на фото красными прямоугольниками УЗИП-1 и УЗИП-2) заключается в том, что расстояние между ними (по длине кабеля) должно быть не менее 10 метров. В моём случае оно равно 20 метрам.

Примечание: приобрести указанное оборудование (ОПН и УЗМ) в моём городе оказалось невозможным, ввиду его отсутствия в продаже, заказывал через интернет. Такой расклад навеял мысль о том, что вопросу защиты электрооборудования, по крайней мере, в нашем городе, внимания практически никто не уделяет.

Практическое выполнение работ

Практическое выполнение работ не представляет собой большой сложности и показано на фото ниже, с небольшими пояснениями.

Монтаж ОПН-0,38 на вводе в дом

На фото показан монтаж ОПН в пластиковом боксе. Из особенностей нужно учесть, что специальных боксов для ОПН не существует, ибо конструктивно они крепятся на опорной конструкции и по типу своего исполнения могут устанавливаться открыто. Установка ОПН в боксе — мера вынужденная. Бокс должен иметь возможность для пломбировки. Для установки ОПН в боксе сделана самодельная конструкция из оцинкованной стали толщиной 1 мм, которая закреплена вместо штатной дин рейки, установленной в боксе на заводе-изготовителе.

При монтаже ОПН и подключении к ним проводов использование граверных шайб — обязательно. По требованиям ТУ, вводной автомат должен устанавливаться в боксе с возможностью пломбировки. Использовался аналогичный бокс, как для ОПН, что и показано на фото ниже (верхний пластиковый бокс в металлическом шкафу).

Такое нагромождение конструкций (пластиковых боксов в металлическом шкафу) на фасаде дома, обусловлено, как я отмечал ранее, именно специфическими требованиями горэлектросетей и вызывает не только заметное удорожание работ, но и дополнительных затрат сил, времени и нервов. На мой взгляд, правильное в техническом плане выполнение работ при воздушном вводе, выполненное проводом СИП, должно бы быть следующим: от опоры горэлектросетей до фасада дома прокладываем провод СИП, крепим на фасаде дома и обрезаем с небольшим напуском. Затем на каждый провод СИП крепим прокалывающий зажим с отводом из медного провода сечением 10 мм2, который заводится в шкаф (или бокс) на клеммы вводного автомата. Срезы проводов СИП закрываем герметичными колпачками. Таким образом, мы правильно «перешли» с алюминия (провод СИП) на медь. При этом у нас не возникло бы проблем с подключением медного провода (сечением 10 мм2) к клеммам модульного вводного автомата. Но такую работу представители горсетей не примут.

Поэтому провод СИП сечением 16 мм2 необходимо завести непосредственно на клеммы вводного автомата, который должен быть установлен в пластиковый бокс. Сделать это на практике очень сложно, так как нужно сохранить степень защиты бокса (для наружной установки не ниже IP 54), при этом провод СИП должен быть зафиксирован по отношению к пластиковому боксу и т. д.

На практике пришлось просто купить ещё один стальной шкаф, в котором установил сами пластиковые боксы, затем провод СИП был заведён в шкаф и закреплён в нём. Ниже на фото показаны завершающие работы по монтажу шкафа и его крепления на фасаде дома. Работы были приняты без замечаний и претензий.

Ещё один важный момент, на который нужно обратить внимание, связан с тем, что ОПН при работе во время грозы отводит ток в землю посредством подключения самого ОПН к контуру заземления. При этом токи могут достигать значительных величин: от 200 — 300 А и до нескольких тысяч ампер. Поэтому важно обеспечить кратчайший путь от самих ОПН до контура заземления медным проводником сечением не менее 10 мм2. Ниже на фото показано, как данное подключение выполнил я. Для надёжности работы ОПН я сделал подключение приборов к контуру заземления двумя медными проводами сечением 10 мм2 каждый. На фото провод в желто-зеленой трубке ТУТ (термоусаживающаяся трубка).

Монтаж аппаратов УЗМ-50М в учётно-распределительном шкафу

Выполнение электромонтажных работ проблем не доставляет, поскольку аппараты имеют штатное крепление на DIN-рейку. Фрагмент выполнения работ по монтажу УЗМ-50М в шкафу показан на фото ниже. Аппараты также должны устанавливаться в пластиковый бокс с возможностью пломбирования. На фото верхняя крышка бокса не показана.

С точки зрения электрической схемы подключения (хотя схема имеется в паспорте на аппарат и на корпусе самого аппарата) у неподготовленного читателя могут возникнуть вопросы. Чтобы пояснить особенности подключения аппарата, ниже на рисунке приводится схема подключения, приведённая в паспорте на УЗМ-50М, с некоторыми моими пояснениями.

Во-первых, как видно из схемы, УЗМ-50М является однофазным коммутирующим аппаратом и для своего функционирования требует обязательного подключения проводников L и N к верхним клеммам. Это показано на схеме подключения в обоих случаях (а и б). Далее, между схемой а и схемой б появляется различие, о котором производитель не даёт ни какого пояснения и приходится потребителю самостоятельно додумывать, как и в каких случаях какую схему использовать.

Различие заключается в том, что по верхней схеме (а) нагрузка подключается к аппарату по двум проводам (L и N). Т. е. в случае аварийного срабатывания аппарата цепь будет разорвана как по фазному проводнику (L), так и по проводнику (N).

В нижней схеме (б) нагрузка к аппарату подключается только по одному фазному проводнику (L), а второй провод (N) подключается к нагрузке напрямую, минуя аппарат. Т. е. в случае аварийного срабатывания аппарата он разомкнёт только фазный проводник, а проводник N остаётся подключенным всегда. Исходя из вышесказанного, а также зная, в каком случае допускается разрывать проводник N, а в каком — не допускается, можно сделать следующий вывод:

В случае подключения дома (квартиры) по двухпроводной линии (система TN-C), необходимо подключать аппарат УЗМ-50М по нижней схеме (б), так как в этом случае провод N выполняет две функции (нулевого рабочего проводника и нулевого защитного проводника), и его разрывать ни в коем случае нельзя.

В случае если подключение дома (квартиры) выполнено по трёхпроводной схеме (TN-S), либо аппарат установлен в системе (TN-C-S), на участке после разделения общего (PEN) проводника (на N и PE), то провод N можно разрывать. В этом случае аппарат УЗМ-50М нужно подключать по верхней схеме (а). Почему аппарат, согласно схеме производителя, нужно подключать после счётчика (на рисунке поставил знак вопроса) — мне малопонятно. Я, например, свои аппараты в шкафу подключал до счётчика, что бы они защищали всё оборудование, установленное в доме, в том числе и оборудование, установленное в самом шкафу. Кроме того, поскольку разделение общего PEN выполнено в шкафу (ЩР1) в доме, то подключал аппараты защиты по схеме а, т. е. с отключением как фазных, так и нулевого проводников. Что и показано на фото ниже.

Ещё один важный момент: поскольку данные аппараты не предназначены для использования в многофазной сети то необходимо знать и учитывать следующее.

В случае трёхфазного подключения дома и использования данных аппаратов, если в доме имеются только однофазные электроприёмники, никаких проблем с использованием и работой данных аппаратов быть не должно. Но если в доме имеются трёхфазные потребители, например, трёхфазный электродвигатель, то в случае аварийного срабатывания аппаратов (одного или двух), трёхфазный электроприёмник (например, электродвигатель) может выйти из строя. Таким образом, в данном случае потребуются дополнительные технические мероприятия по отключению трёхфазных потребителей при аварийном срабатывании аппаратов УЗМ.

Использование индивидуальных защитных приборов

Применение ИБП стабилизаторов напряжения для защиты отдельных электроприёмников в доме (телевизор, компьютер и т. д.) настолько стало привычным и распространённым, что какого-либо особого пояснения не требует, поэтому здесь не приводится.

Выводы

1. Опыт эксплуатации показал, что при сильной грозе защита может работать неоднократно, на относительно небольшом промежутке времени. С учётом этого можно смело утверждать, что при сильных грозах и при отсутствии защиты, электрооборудование, установленное в доме, может быть выведено из строя с достаточно высокой степенью вероятности.2. В случае невозможности выполнения аналогичных работ в своём доме, в качестве защитной меры при грозовых разрядах необходимо хотя бы отключать электроприборы от сети, что, кстати, делают далеко не все.

Данный вариант защиты электрооборудования является недорогим бюджетным решением, но вполне работоспособным, надёжным и проверенным на практике. В случае применения аналогичного оборудования импортного производства и приглашения для выполнения работ специалистов цена вопроса может увеличиться в разы, что даже для средне обеспеченной семьи может быть накладно.

www.diy.ru

Трехфазное подключение дома. Что следует учесть

   Если вы столкнулись с проблемой электроснабжение дома, или же просто хотите заменить электропроводку, тогда перед вами представится необходимость сделать выбор, какой тип электрического питания лучше использовать (однофазный или трехфазный). От выбранного типа питания напрямую будет завесить схема электрической сети. И так, сегодня давайте разберемся, что такое трехфазное подключение дома. 

   Решая эти вопросы владелец сталкивается с многочисленными задачами, которые требуется решать техническими и организационными способами.

Сравнение преимуществ и недостатков однофазного и трехфазного подключения дома

   При выборе схемы следует учесть ее влияние на конструкцию проводки и условия эксплуатации, создаваемые разными системами.

   Однофазная сеть
   Трёхфазная сеть
Потребляемая мощность

   Та величина разрешенной мощности, которую вам предоставит организация продающая электроэнергию, станет основой для создания проекта электропроводки. За счет распределения ее по двум проводам в однофазной схеме толщина сечения жил кабеля всегда требуется больше, чем в трёхфазной цепи, где нагрузка равномерно разнесена по трем симметричным цепочкам.

   При одинаковой мощности в каждой жиле трехфазной схемы будут протекать меньшие номинальные токи. Под них потребуются уменьшенные номиналы автоматических выключателей. Несмотря на это их габариты, как и других защит и электросчетчика, все равно будут больше за счет применения утроенной конструкции. Потребуется более емкий распределительный щит. Его размеры могут значительно ограничивать свободное пространство внутри небольших помещений.

Трёхфазные потребители

   Асинхронные электродвигатели механических приводов, электрические нагревательные котлы, другие электроприборы, рассчитанные на эксплуатацию в трехфазной сети, эффективнее, оптимально работают в ней. Чтобы их запитать от однофазного источника необходимо создавать преобразователи напряжения, которые будут потреблять дополнительную энергию. Причем, в большинстве случаев происходит снижение КПД таких механизмов и расход мощности на преобразователе.

   Использование трехфазных потребителей основано на равномерном распределении нагрузки в каждой фазе, а подключение мощных однофазных приборов способно создать пофазный перекос токов, когда часть их начинает протекать по жиле рабочего нуля.

   При большом перекосе токов на перегруженной фазе снижается напряжение: начинают тускло светиться лампы накаливания, наблюдаются сбои электронных устройств, хуже работают электродвигатели. В этой ситуации владельцы трехфазной электропроводки могут перекоммутировать часть нагрузки на ненагруженную фазу, а потребителям двухпроводной схемы требуется эксплуатировать стабилизаторы напряжения или резервные источники.

Условия работы изоляции электропроводки

   Владельцы трехфазной схемы должны учитывать действие линейного напряжения 380, а не фазного 220 вольт. Его номинал представляет бо́льшую опасность для человека и изоляции электропроводки или приборов.

Габариты оборудования

   Однофазная электропроводка и все входящие в нее компоненты более компактны, требуют меньше места для монтажа. На основе сравнения этих характеристик можно сделать вывод, что трехфазное подключение частного дома зачастую может быть в современных условиях нецелесообразным. Его имеет смысл применять в том случае, если существует необходимость эксплуатации мощных трехфазных потребителей типа электрических котлов или станочного оборудования для постоянной работы в определённые сезоны. Большинство же бытовых электрических потребностей вполне может обеспечить однофазная электропроводка.

Как выполнить трехфазное подключение дома

   Когда вопрос трехфазного подключения частного дома стоит остро, то придется:

  1. заниматься подготовкой технической документации
  2. решать технические вопросы
Какие документы необходимо подготовить

   Обеспечить законность трехфазного подключения могут только следующие свидетельства и паспорта:

  1. технические условия от энергоснабжающей организации
  2. проект производства электроснабжения здания
  3. акт разграничения по балансовой принадлежности
  4. протоколы измерений основных электрических параметров собранной схемы подключения дома электротехнической лабораторией (монтаж разрешено выполнять после получения первых трех документов) и акт осмотра электротехнического оборудования
  5. заключение договора с энергосбытовой организацией, дающее право на получение наряда на включение
Технические условия

   Для их получения требуется заранее подать заявку в электроснабжающую организацию, где должны быть отражены требования к абоненту и электроустановке с указанием:

  • способов подключения
  • использования защит
  • мест размещения электроприборов и щитов
  • ограничение доступа посторонних лиц
  • характеристики нагрузки
Проект производства электроснабжения

   Разрабатывается проектной организацией на основе действующих нормативов и правил эксплуатации электроустановок с целью предоставления бригаде электромонтажников подробной информации по технологии монтажа электрической схемы.

   В состав проекта входят:

  1. пояснительная записка с отчетом
  2. исполнительные принципиальные и монтажные схемы
  3. ведомости
  4. требования нормативных документов и предписаний
Акт разграничения по балансовой принадлежности

   Определяются границы ответственности между электроснабжающей организацией и потребителем, указывается разрешенная мощность, категория надежности электроприемника, схема электропитания, некоторые другие сведения.

Протоколы электротехнических замеров

   Они выполняются электрической измерительной лабораторией после полного окончания монтажных работ. В случае получения положительных результатов измерений, отраженных в протоколах, предоставляется акт осмотра оборудования с заключением, дающим право на обращение в электросбытовую организацию.

Договор с энергосбытом

   После его заключения на основе документов от электротехнической лаборатории можно обращаться в электроснабжающую организацию на включение смонтированной электроустановки в работу по специальному наряду.

Трехфазное подключение дома, технические вопросы

   Принцип подвода электрической энергии к отдельно стоящему жилому зданию осуществляется по следующему принципу: от трансформаторной подстанции по линии электропередачи подается напряжение по четырем проводам, включающим три фазы (L1, L2, L3) и один общий нулевой проводник PEN. Подобная система выполняется по стандартам схемы TN-C, которая максимально распространена до сих пор в нашей стране.

   Линия электропередачи чаще всего может быть воздушной или реже кабельной. На обоих конструкциях могут возникнуть неисправности, которые быстрее устраняются у воздушных ЛЭП.

Особенности разделения PEN проводника

   Старые линии электропередач энергетики постепенно начинают модернизировать, переводить на новый стандарт TN-C-S, а строящиеся сразу создают по нормативам TN-S. В нем четвертый проводник PEN от питающей подстанции подается не одной, а двумя разветвленными жилами: РЕ и N. В итоге у этих схем используется уже пять жил для проводников.

   Трехфазное подключение дома по TN-S

   Трехфазное подключение дома основано на том, что все эти жилы подключаются к вводному устройству здания, а от него электроэнергия поступает на электрический счетчик и далее — в распределительный щит для осуществления внутренней разводки по помещениям и потребителям здания.

   Практически все бытовые приборы работают от фазного напряжения 220 вольт, которое присутствует между рабочим нулем N и одним из потенциальных проводников L1, L2 или L3. А между линейными проводами образовано напряжение 380 вольт.

   Внутри вводного устройства, использующего стандарт TN-C-S, делается выделение рабочего нуля N и защитного РЕ из проводника PEN, который соединяют здесь же с ГЗШ — главной заземляющей шиной. Ее подключают к повторному контуру заземлению здания.

   От вводного устройства рабочие и защитные нули идут изолированными цепочками, которые запрещено объединять в любой другой точке схемы электропроводки.

   По старым правилам, действовавшим в схеме заземления TN-C, расщепление проводника PEN не делалась, а фазное напряжение бралось прямо между ним и одним из линейных потенциалов.

   Конечный промежуток линии между ее опорой до ввода в дом прокладывают по воздуху или под землей. Его называют ответвлением. Оно находится на балансе электроснабжающей организации, а не хозяина жилого здания. Поэтому все работы по подключению дома на этом участке должны выполняться с ведома и по решению владельца ЛЭП. Соответственно, законодательно они потребуют согласования и оплаты.

    У подземной кабельной линии ответвление монтируют в металлическом шкафу, который размещают поблизости с трассой, а для воздушной ЛЭП — непосредственно на опоре. В обоих случаях важно обеспечить безопасность их эксплуатации, закрыть доступ посторонних людей и выполнить надежную защиту от повреждения вандалами.

Выбор места расщепления PEN проводника

   Оно может быть выполнено:

  1. на ближайшей опоре
  2. или на вводном щите, расположенном на стене либо внутри дома

   В первом случае ответственность за безопасную эксплуатацию несет электроснабжающая организация, а во втором — владелец здания. Доступ жильцов дома к работам на конце PEN проводника, расположенного на опоре, запрещен правилами.

   При этом надо учесть, что провода на воздушной линии способны обрываться по различным причинам и на них могут возникать неисправности. Во время аварии на питающей ЛЭП с обрывом PEN проводника ее ток потечет через провод, подключенный к дополнительному контуру заземления. Его материал и сечение должны надежно выдерживать такие повышенные мощности. Поэтому их выбирают не тоньше, чем основная жила линии электропередачи.

   Трехфазное подключение дома, обрыв PEN проводника на КТП

   Когда расщепление выполняется прямо на опоре, то к нему и контуру прокладывают линию, называемую повторным заземлением. Ее удобно изготавливать из металлической полосы, заглубленной в землю на 0,3÷1 м.

   Поскольку через нее в грозу создается путь протекания молнии в землю, то ее надо отводить от дорожек и мест возможного размещения людей. Рационально прокладывать ее под забором здания и в подобных труднодоступных местах, а все соединения выполнять сваркой.

    Когда расщепление производится в водном щите здания, то через линию ответвления с подключенными проводами будут протекать аварийные токи, которые могут выдержать только проводники с сечением фазных жил ЛЭП.

Вводное распределительное устройство электроэнергии

   Оно отличается от простого вводного устройства тем, что в его конструкцию внесены элементы, осуществляющие распределение электричества по группам потребителей внутри здания. Его монтируют на вводе электрического кабеля в пристройке или каком-то отдельном помещении.

   ВРУ устанавливают внутри металлического шкафа, куда заводят все три фазы, PEN проводник и шину контура повторного заземления в схеме подключения здания по системе TN-C-S.

   Внутри шкафа вводного распределительного устройства фазные проводники подключаются к клеммам входного автоматического выключателя или силовых предохранителей, а PEN проводник к своей шине. Через нее выполняется его расщепление на PE и N с образованием главной заземляющей шины и ее подключением к повторному контуру заземления.

   Ограничители повышения напряжения работают по импульсному принципу, защищают схему цепей фаз и рабочего нуля от воздействий возможного проникновения посторонних внешних разрядов, отводят их через РЕ проводник и главную защитную шину с контуром заземления на потенциал земли.

   При возникновении высоковольтных импульсных разрядов больших мощностей в питающей линии и прохождении их через последовательную цепочку из автоматического выключателя и УЗИП вполне возможен выход из строя силовых контактов автомата из-за подгорания и даже приваривания их.

   Поэтому защита этой цепочки мощными предохранителями, выполняемая простым перегоранием плавкой вставки, остается актуальной, широко применяется на практике.

   Трехфазный электрический счетчик учитывает расходуемую мощность. После него подключаемые нагрузки распределяются по группам потребления через правильно подобранные автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Также на вводе может стоять дополнительное УЗО, выполняющее противопожарные функции у всей электрической проводки здания.

   После каждой группы УЗО может производиться дополнительное деление потребителей по степеням защиты индивидуальными автоматами или обходиться без них, как показано разными участками на схеме.

   На выходные клеммы щита и защит подключаются кабели, идущие к группам конечных потребителей.

Особенности конструкции ответвления

   Чаще всего трехфазное подключение дома на питающей ЛЭП выполняется воздушной линией, на которой может возникнуть короткое замыкание или обрыв. Чтобы их предотвратить следует обратить внимание на:

  • общую механическую прочность создаваемой конструкции
  • качество изоляции внешнего слоя
  • материал токоведущих жил

   Современные самонесущие алюминиевые кабели обладают небольшим весом, хорошими токопроводящими свойствами. Они хорошо подходят для монтажа воздушного ответвления. При трехфазном питании потребителей сечения жилы СИП 16 мм2 будет достаточно для длительного получения 42 кВт, а 25 мм кв — 53 кВт.

   Когда ответвление выполняется подземным кабелем, то обращают внимание на:

  • конфигурацию прокладываемого маршрута, его недоступность для повреждения посторонними людьми и механизмами при работах в грунте
  • защиту выходящих из земли концов металлическими трубами на высоту не меньше среднего человеческого роста

   Лучшим вариантом считается полное размещение кабеля в трубе вплоть до ввода в ВУ и распределительный шкаф.

   Для подземной прокладки используют только цельный кусок кабеля с прочной броневой лентой или выполняют его защиту трубами или металлическими коробами. При этом медные жилы предпочтительнее, чем алюминиевые.

   Технические аспекты трехфазного подключения частного дома в большинстве случаев требуют бо́льших затрат и усилий чем при однофазной схеме.

Видео по сборке трёхфазного щита учёта на дом

 

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

powercoup.by

ремонт квартир в Мурманске — Схемы подключения к трехфазной, однофазной цепи.

04. Схемы подключения к трехфазной, однофазной сети.

     Обычно квартиры запитываются от одно- или трехфазных внешних сетей. Тут, как говорится, кому как повезло. Разумеется, трехфазные сети, как правило, обеспечивают возможность получения большей нагрузки.

     Самый тонкий вопрос — организация заземления и зануления. Мы все привыкли, что в розетках и вилках (однофазных сетей) у нас присутствуют 3 контакта: фаза, ноль и земля. Очень хорошо, если к Вашему дому приходят все эти три провода (при однофазном подключении), либо 5 проводов при трехфазном (3 провода 3 фаз, ноль и земля).

     Сложнее, когда Вы имеете 2 провода при однофазном или 4 провода при трехфазном подключении. В этом случае, если к Вам приходит один провод зануления/заземления (т.н. называемый PEN, Вы можете выделить из него PE (т.е. заземление) и N (т.е. нейтраль или нулевой провод).

     Конечно это будет несколько условно, но достаточно безопасно. А если Вы оборудуете Ваш щиток специальными приборами УЗО (устройство защитного отключения), то Вы можете считать себя в безопасности.Устройства защитного отключения (УЗО) реагируют на ненормативные токи утечки, являющиеся следствием прямого или косвенного касания человеком токоведущих частей, нарушения целостности или возгорания проводки. УЗО в первую очередь спасает человеку жизнь и защищает оборудование от возгорания.

подробнее об УЗО

     Общая рекомендация следующая. На входе коттеджа или квартиры должно стоять так называемое «пожарное УЗО» с током срабатывания 100 или 300 мА. Оно предназначено для отключения сети при возникновении пожара, что очень важно для деревянных домов. Ставить на входе УЗО с токами 30мА не рекомендуется — будут постоянные отключения.

     Итак, через УЗО в 300 мА мы завязываем всю электрическую сеть в доме. А вот, через УЗО 30 мА или 10 мА мы подключаем тех потребителей, где возможны утечки. Прежде всего это помещения, связанные с водою (ванная, туалет, кухня, бойлерная, насосная станция и т.д.). Не помешает вывести на УЗО все розетки — хуже не будет. А вот освещение выводить на УЗО смысла нет, вероятность поражения током мала, наоборот, может получиться только хуже. Представьте, темным вечером у Вас срабатывает УЗО на кухне. Если при этом еще и погаснет свет, то это только усугубит ситуацию.      Обратите внимание на тот факт, что, в отличие от автоматов, на УЗО замыкаются и нулевые провода. Но самое главное — нулевые провода вышедшие из разных УЗО нельзя соединять вместе — сработают эти УЗО, сигнализируя об утечке.

     Так как же работает наше УЗО. Очень просто. Оно представляет собою трансформатор тока: две обмотки, через одну протекает входящий в УЗО ток, а через вторую — ток, прошедший через нагрузку, т.е. выходящий.

     Если все нормально и утечки тока «на сторону» на нагрузке не было, то входящий и выходящий токи равны и УЗО работает в штатном режиме. Если же произошла утечка (например, нулевой кабель замкнут на корпус стиральной машины, а Вы к ней прикоснулись), то часть тока уйдет через Ваше тело и УЗО моментально сработает.

      Схемы подключения к трехфазной, однофазной сети.     

     В интернете можно найти несколько десятков схем подключения домов.

     Приводим три наиболее удачных варианта подключения к трехфазной сети: два варианта для режима раздельного подвода PE и N, и один вариант объединенного подвода PEN (самый дешевый и поэтому самый распространенный вариант). Порядок подключения к однофазной сети аналогичен.

Схемы распределительных щитов 3ф сети.

Вариант 1. Схема группового распределительного щита коттеджа (PE и N раздельны)

В приведенной ниже схеме все группы защищены УЗО с чувствительностью не менее 30 мА. Электрооборудование санузлов, влажных помещений, где ток утечки наиболее опасен, защищается УЗО с отключающим дифференциальным током 10 мА для обеспечения полной безопасности. 1 — Пластиковый или металлический корпус щита. 2 — Соединительные элементы нулевых рабочих проводников. 3 — Соединительный элемент зажимов РЕ проводника, а также проводника уравнивания потенциалов. 4 — Соединительный элемент фазных проводников групповых цепей. 5 — Выключатель дифференциального тока. 6 — Автоматические выключатели. 7 — Линии групповых цепей. 8 – Счетчик.

Вариант 2. Схема группового распределительного щита индивидуального здания (дома или дачи) — (PE и N раздельны)

В приведенной схеме все основные устройства выделены в отдельные группы. Предназначенные для защиты людей устройства дифференциальной защиты с чувствительностью 30 мА установлены на все основные группы потребителей, кроме освещения комнат, где маловероятен контакт человека с токоведущими частями, и климатизатора, который должен быть дополнительно заземлен. 1 — Пластиковый или металлический корпус щита. 2 — Соединительные элементы нулевых рабочих проводников. 3 — Соединительный элемент РЕ проводника, а также проводника уравнивания потенциалов. 4 — Соединительный элемент фазных проводников групповх сетей. 5 — Выключатель дифференциального тока. 6 — Автоматические выключатели. 7 — Линии групповых цепей. 8 — Дифференциальный автоматический выключатель. 9 – Счетчик.

Вариант 3. Схема группового распределительного щита для индивидуального жилого дома (PEN: т.е. PE и N объединены)

На вводе в коттедж устанавливается УЗО с дифференциальным током 300 мА (при установке УЗО с меньшим током утечки возможны ложные срабатывания вследствие большой протяженности электропроводки и высокого естественного фона утечки электрооборудования). Первые три автоматических выключателя предназначены для защиты осветительных цепей от перегрузки,короткого замыкания и токов утечки. Группа из УЗО и трех автоматических выключателей предназначена для защиты розеток. Трехфазный автоматический выключатель и УЗО защищают мощные потребители (например, электроплита). Последняя лини, состоящая из одного УЗО и двух автоматических выключателей предназначена для защиты цепей отдельно стоящего здания (например, подсобного помещения). 1 — Пластиковый корпус щита. 2 — Соединительный элемент нулевых рабочих проводников . 3 — Соединительный элемент зажимов нулевых рабочих проводников, а так же проводника уравнивания потенциалов . 4 — Соединительный элемент входных выводов защитных аппаратов групповых цепей. 5 — Автоматический выключатель дифференциального тока. 6 — Выключатель дифференциального тока. 7 — Автоматические выключатели. 8 — Линии групповых цепей. 9 – Счетчик.

Схемы распределительных щитов 1ф сети.

Вариант 1. Схема группового распределительного щита (PE и N раздельны)

Московские городские строительные нормы МГСН 3.01-01 «Жилые здания»

Схема электроснабжения квартир II категории комфорта:

Схема электроснабжения квартир I категории комфорта:

vg-repair.ru

Ограничитель перенапряжения: разновидности и характеристики

Любое жилое или административное здание оборудовано большим количеством техники, питаемой от электросети. Значительное увеличение значений рабочего напряжения и тока в этой сети может привести к выходу из строя всего этого электрического оборудования. Если защитой от таких явлений в многоквартирных домах, промышленных и административных зданиях занимаются обслуживающие организации, то владельцы частных домов должны сами заботиться о ней. И в этом поможет ограничитель перенапряжения.

Применение

Как следует из названия, ограничитель чрезмерно высокого напряжения (ОПН) служит для защиты электрической техники от напряжения, значительно превышающего номинальные значения. Это высокое напряжение или, другими словами, перенапряжение обычно носит импульсный характер. Поэтому еще одно название для таких устройств — ограничитель импульсных напряжений (ОИН).

Чтобы лучше разобраться с областями применения ОПН, рассмотрим вкратце причины, вызывающие такие скачки напряжения. Импульсы перенапряжения могут быть коммутационными. В этом случае они возникают в результате:

  • переключений (коммутаций) в мощных силовых электроустановках и системах энергообеспечения;
  • при резком изменении нагрузки в распределительных системах;
  • при возникновении повреждений в энергоустановках, вызывающих короткое замыкание.

Эти случаи носят производственный характер и устранением их последствий занимаются профессионалы. В таких цепях устанавливаются промышленные устройства, например, ОПН-110, где число 110 указывает на напряжение сети в кВ. Для нас интереснее будет защита от импульсных перенапряжений частного жилого дома. Обычно эти перенапряжения возникают во время грозы при разряде молнии. При этом импульсы перенапряжения возникают когда:

  • молния ударяет непосредственно в линию электропередач (ЛЭП) за пределами дома;
  • разряд молнии происходит между облаками или в находящийся рядом с домом объект. Возникшее электромагнитное поле индуцирует в электрических цепях мощный импульс;
  • удар молнии происходит в грунт недалеко от дома. Ток разряда, протекающий в земле, может вызвать значительную разность потенциалов.

В этих случаях во внешних воздушных линиях до 380В могут возникать импульсы величиной до 10 кВ, а во внутренней проводке домов — до 6 кВ. Чтобы избежать пагубного влияния таких высоких напряжений на домовую электрическую сеть и бытовые электроприборы существуют простые меры. По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на входе силового электрического кабеля в дом должны устанавливаться ограничители импульсных напряжений (ОИН). Схема подключения ОИН простая. Устройство включается в цепь между силовым кабелем и заземляющим контуром. На рынке существует достаточно предложений различных производителей, одним из которых является концерн «Энергомера».

Как работают

В основе работы ОПН лежит нелинейная вольтамперная характеристика устройства. Благодаря ей при поступлении на ОПН больших токов высокого напряжения электрическое сопротивление устройства резко падает практически до нуля. В результате импульс напряжения в несколько кВ уходит через заземляющую цепь.

Время срабатывания на уменьшение сопротивления, как и время восстановления в исходное положение, у ОПН очень мало. Поэтому устройство при необходимости готово реагировать на целую серию импульсов.

Видео «Ограничитель высокого напряжения»

Виды и классы

С середины прошлого века до недавнего времени основными ОПН были вентильные разрядники. Но они имели целый ряд недостатков и были вытеснены нелинейными варисторами, созданными на основе металлооксидных материалов. Конструктивно они представляют собой варисторные таблеки, заключенные в укрепленный полимерный корпус. Такое решение позволяет избежать взрыва и разлета осколков устройства в случае поступления на него таких высоких напряжений, на которые оно не рассчитано.

По способам монтажа и крепления ОИН можно обозначить такие виды. Обычный вид, когда в устройство традиционным способом заводятся силовые провода. Специальный вид для крепления на дин-рейку. Этот способ, с креплением на дин-рейку, находит все большее применение благодаря удобству и простоте. По месту установки ОИН и схеме подключения можно выделить такие классы устройств. Условно их можно обозначить буквами латинского алфавита, хотя возможен и другой способ обозначения.

Устройства класса А предназначены для защиты от импульсного перенапряжения при попадании молнии в ЛЭП или разряде возле нее. Устанавливаются в месте соединения ЛЭП с кабелем, идущим в жилое строение. Выдерживают импульсы напряжения до 6 кВ. ОИН класса B монтируется в месте ввода силового кабеля в дом и должен выдерживать напряжение до 4 кВ. Подразумевается, что устройство класса А уже установлено.

Устройства класса C устанавливаются в электрощитах внутри дома и рассчитаны на напряжение 2,5 кВ. Одними из таких устройств являются ОИН-1 и ОИН-2 производства концерна «Энергомера». Первое устройство не содержит индикатор работоспособности, второе имеет такой индикатор.

Ограничители перенапряжения класса D рассчитаны на скачки напряжения до 1,5 кВ. Они предназначены для защиты чувствительной электронной аппаратуры и устанавливаются неподалеку от нее, например, в монтажных коробках. Несмотря на кажущуюся простоту, монтаж таких устройств желательно поручить квалифицированному специалисту.

Видео «Нелинейные ограничители перенапряжения»

Из видео вы узнаете, в чем особенности эксплуатации данных комплектующих и для чего они используются.

otoke.ru

Ограничители импульсного перенапряжения: подключение узип

Конструкция

УЗИП изготавливаются по стандартным размерам в модульном исполнении. Поэтому они легко монтируются на обычную ДИН-рейку, шириной 35 мм. В соответствии с классом защиты, в конструкцию прибора может входить от 1 до 4 модулей. Отработанные секции, выполнившие свою защитную функцию, легко заменяются новыми. Для этого центральная часть корпуса оборудована специальными направляющими под новые модули. Таким образом, замена выполняется быстро, поскольку не требуется отключать провода и демонтировать все устройство.

Основным защитным компонентом служит варистор, представляющий собой разновидность полупроводников. Для его изготовления применяется керамическая смесь и окись цинка. К ним добавляются специальные примеси, создающие уникальные запирающие свойства готового элемента, на котором основан принцип действия всего прибора. Кроме того, каждый модуль отдельно защищен от повышенных токовых нагрузок.

На передней панели имеется окно с дисплеем, где отображается состояние и работоспособность устройства. Подключение проводников осуществляется через клеммы, предназначенные для входа и выхода. Надежность контактов повышается за счет насечек, существенно увеличивающих площадь соприкосновения и снижающих сопротивление самих контактов. Подключая провода, нужно обязательно соблюдать полярность. Во избежание путаницы, каждая клемма промаркирована в соответствии со своим предназначением.

Технические характеристики

При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие параметры устройства:

  • Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
  • Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
  • Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
  • Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
  • Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
  • Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.

Причины и последствия импульсных перенапряжений сети

Импульсные перенапряжения представляют угрозу для бытовых электроприборов. Причины данного явления делятся на 2 категории:

  1. Атмосферные перенапряжения (молнии). Разряд попадает в линию электропередач. Затем высокий потенциал следует до розеток потребителей и выводит домашнюю электронику из строя.
  2. Техногенные перенапряжения. Неисправность контура молниезащиты. Пробой изоляции между сетями высокого и низкого напряжения.

Независимо от причины, в квартирных розетках формируется разность потенциалов в несколько тысяч вольт. Импульс длится доли секунды. Но этого достаточно чтобы повредить чувствительные электронные платы, микросхемы и процессоры.

Как работает защитник от перенапряжений

Защитой обеспечиваются устройства, питаемые от шнуров сети 220V, подключенных к разряднику в распределительной коробке. Это касается как фазных, так и нейтральных проводников (в зависимости от выбранного типа защиты).

Общее правило заключается в том, что на одной стороне защитного устройства соединяем фазные проводники и, возможно, нейтральный проводник, а с другой стороны — защитный провод.

Когда напряжение в системе в норме, сопротивление между проводами очень велико, порядка нескольких ГигаОм. Благодаря этому ток не течет через разрядник.

Когда происходит скачок напряжения в сети, ток начинает протекать через ограничитель на землю.

В защитных устройствах класса B основным элементом является искровой промежуток. При нормальной работе сопротивление его очень велико. В случае искрового промежутка это сопротивление является гигантским, поскольку искровой промежуток это фактически разрыв цепи. Когда молния ударяет в элемент электрической установки напрямую, сопротивление искрового промежутка падает почти до нуля благодаря электрической дуге. Из-за появления очень большого электрического потенциала в искровом промежутке между ранее разделенными элементами создается электрическая дуга.

Благодаря этому, например, фазовый провод, в котором имеется большой всплеск напряжения и защитный провод, создают короткое замыкание и большой ток протекает прямо на землю, минуя внутреннюю электрическую установку. После разряда искровой промежуток возвращается в нормальное состояние — то есть разрывает цепь.

Полезное: Электромонтаж проводки в частном деревянном доме

Ограничитель класса C имеет внутри варистор. Варистор представляет собой специфический резистор, который обладает очень высоким сопротивлением при низком электрическом потенциале. Если в системе происходит скачок напряжения из-за разряда, его сопротивление быстро уменьшается вызывая протекание тока на землю и аналогичную ситуацию, как в случае искрового промежутка.

Разница между классом B и классом C заключается в том, что последний способен ограничивать всплески напряжения с меньшим потенциалом, чем прямой удар молнии. Недостатком этого решения является довольно быстрый износ варисторов.

Урок 1. Назначение и принцип действия ОПН

Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН)-электрические аппараты, предназначенные для защиты оборудования систем электроснабжения от коммутационных и грозовых перенапряжений. Основным элементом ОПН является нелинейный резистор – варистор ( varistor, от англ. Vari(able) (Resi)stor – переменное, изменяющееся сопротивление).

Основное отличие материала нелинейных резисторов ограничителей от материала резисторов вентильных разрядников состоит в резко нелинейной вольт-амперной характеристики (ВАХ) и повышенной пропускной способности. Применение в ОПН высоконелинейных резисторов позволило исключить из конструкции аппарата искровые промежутки, что устраняет целый ряд недостатков, присущих вентильным разрядникам.

Основной компонент материала резисторов ОПН – оксид (окись) цинка ZnO. Оксид цинка смешивают с оксидами других металлов – закисью и окисью кобальта, окисью висмута и др. Технология изготовления оксидно-цинковых резисторов весьма сложна и трудоёмка и близка к требованиям при производстве полупроводников – применение химически чистого исходного материала, выполнение требований по чистоте и т. д. Основные операции при изготовлении – перемешивание и измельчение компонентов, формовка ( прессование) и обжиг. Микроструктура варисторов включает в себя кристаллы оксида цинка (полупроводник n – типа) и междукристаллической прослойки ( полупроводник p – типа). Таким образом, варисторы на основе оксида цинка ZnO являются системой последовательно – параллельно включённых p – n переходов. Эти p – n переходы и определяют нелинейные свойства варисторов, то есть нелинейную зависимость величины тока, протекающего через варистор, от приложенного к нему напряжения.

В настоящее время варисторы для ограничителей изготовляются как цилиндрические диски диаметром 28 – 150 мм, высотой 5 – 60 мм (рис 1). На торцевой части дисков методом металлизации наносятся алюминиевые электроды толщиной 0.05-0.30 мм. Боковые поверхности диска покрывают глифталевой эмалью, что повышает пропускную способность при импульсах тока с крутым фронтом.

Рис. 1. Нелинейный резистор – варистор

Диаметр варистора ( точнее – площадь поперечного сечения ) определяет пропускную способность варистора по току, а его высота – параметры по напряжению.

При изготовлении ОПН то или иное количество варисторов соединяют последовательно в так называемую колонку. В зависимости от требуемых характеристик ОПН и его конструкции и имеющихся на предприятии варисторов ограничитель может состоять из одной колонки (состоящей даже из одного варистора) или из ряда колонок, соединённых между собой последовательно/ параллельно.

Для защиты электрооборудования от грозовых или коммутационных перенапряжений ОПН включается параллельно оборудованию (рис. 2 ).

Рис.2

Защитные свойства ОПН объясняются вольт–амперная характеристикой варистора.

Вольт – амперная характеристика конкретного варистора зависит от многих факторов, в том числе от технологии изготовления, рода напряжения – постоянного или переменного, частоты переменного напряжения, параметров импульсов тока, температуры и др.

Типовая вольт- амперная характеристика варистора с наибольшим длительно допустимым напряжением 0.4 кВ в линейном масштабе приведена на рис. 3.

На вольт – амперной характеристике варистора можно выделить три характерных участка: 1) область малых токов; 2) средних токов и 3) больших токов. Область малых токов – это работа варистора под рабочим напряжением, не превышающим наибольшее допустимое рабочее напряжение. В данной области сопротивление варистора весьма значительно. В силу неидеальности варистора сопротивление хотя и велико, но не бесконечно. поэтому через варистор протекает ток, называемый током проводимости. Этот ток мал – десятые доли миллиамперметра.

При возникновении грозовых или коммутационных импульсов перенапряжений в сети варистор переходит в режим средних токов. На границе первой и второй областей происходит перегиб вольт – амперной характеристики, при этом сопротивление варистора резко уменьшается (до долей Ома). Через варистор кратковременно протекает импульс тока, который может достигать десятков тысяч ампер. Варистор поглощает энергию импульса перенапряжения, выделяя затем её в виде тепла, рассеивая в окружающее пространство. Импульс перенапряжения сети “ срезается” (рис. 4).

Рис. 4

В третьей области ( больших токов) сопротивление варистора снова резко увеличивается. Эта область для варистора является аварийной.

Трехфазная установка

В трехфазной схеме увеличивается ширина ограничителя и количество защищаемых соединений. Однако принцип функционирования ограничителя остается неизменным. Наиболее часто используемые трехслойные системные защитные устройства, работающие в системе 4 + 0, что означает присоединение к разряднику следующих линий:

  • 3-фазные провода
  • 1 нейтральный провод

Каждый из проводов подлежащих защите имеет равные права, то есть возможные перенапряжения устраняются путем подачи тока на защитную установку и, как результат, на землю.

Конечно для установок TN-C (установка без отдельного защитного провода) можно приобрести защитные устройства только с 3 защищаемыми разъемами. Затем с нижней стороны подключите ограничитель к полосе PEN (нейтральная защита).

Как подключить УЗИП в частном доме?

Установка УЗИП производится в зависимости от показателя напряжения: 220В (одна фаза) и 380В (три фазы).

Схема подключения может быть направлена на бесперебойность или на безопасность, нужно определить приоритеты. В первом случае может временно отключиться молниезащиты для того, чтобы не допустить перебоя в снабжении потребителей. Во втором же случае недопустимо отключение молниезащиты, даже на несколько секунд, но возможно полное отключение снабжения.

Схема подключения в однофазной сети системы заземления TN-S

При использовании однофазной сети TN-S к УЗИП нужно подключить фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник. Фаза и ноль сначала подключаются к соответствующим клеммам, а затем шлейфом к линии оборудования. К защитному проводнику подключается заземляющий проводник. УЗИП устанавливается сразу после вводного автомата. Для облегчения процесса подключения все контакты на устройстве обозначены, поэтому сложностей не должно возникнуть.

Пояснение к схеме: А, В, С – фазы электрической сети, N – рабочий нулевой проводник, PE – защитный нулевой проводник.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-S

Отличительной особенностью трехфазной сети TN-S от однофазной является то, что от источника питания исходит пять проводников, три фазы, рабочий нулевой и защитный нулевой проводники. К клеммам подключается три фазы и нулевой провод. Пятый защитный проводник подключается к корпусу электроприбора и земле, то есть служит некой перемычкой.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C

В системе подключения заземления TN-C рабочий и защитный проводник объединены в один провод (PEN), это и является главным отличием от заземления TN-S.

  Как подобрать стабилизатор напряжения для частного дома или квартиры?

Система TN-C является более простой и уже довольно устаревшей, и распространена в устаревшем жилом фонде. По современным нормам применяется система заземления TN-C-S, в которой находятся по отдельности нулевой рабочий и нулевой защитный проводники.

Переход на более новую систему необходим для того, чтобы избежать поражения электрическим током обслуживающего персонала, и ситуаций с возникновений пожара. Ну и конечно же в системе TN-C-S лучше защита от резких импульсных перенапряжений.

Во всех трех вариантах подключения при перенапряжении ток направляется на землю через кабель заземления или же через общий защитный провод, что не дает импульсу навредить всей линии и оборудованию.

Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение

Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.

Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.

Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.

Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности

Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.

Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.

В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке

В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.

В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.

Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.

В процессе эксплуатации ОИН-1 он может получить повреждения, чтобы убедится в его исправности, нужно ориентироваться на показание встроенного индикатора. В случае, если индикатор отображается зеленым цветом, то прибор находится в рабочем состоянии, а если индикатор покраснел, тогда устройство защиты подлежит замене.

Область использования

Защитный ограничитель напряжения ОИН-1 очень востребован при монтаже электро сетей, его практически всегда устанавливают в распределительных щитках на входе в помещение. А подключается он в цепь непосредственно перед прибором учета электроэнергии, то есть и сам счетчик будет под защитой от перенапряжения.

Кроме этого, данный прибор используется для защиты от перенапряжений, начиная от жилого дома до коммунальной подстанции. Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого помещения, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях.

Технические параметры

Таблица основных характеристик ОИН-1: Значение
1 Стандартное напряжение 220 В
2 Номинальный разрядный ток 6
3 Максимальный РТ 13
4 Остаточное напряжение 2200
5 Уровень защиты не ниже IР21
6 Температурный режим от -50 до +55
7 Параметры устройства (размеры) 80 × 17,5 × 66,5
8 Вес 0,12 кг
9 Срок службы 3–3,5 года

Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с однофазным питанием

Монтаж электропроводки в частном доме, особенно выполненном из древесины и горючих материалов, требует тщательного соблюдения правил электрической безопасности.

Необходимо учесть, что здание может быть запитано по разным схемам заземления:

  • типовой старой TN-C;
  • либо современной, более безопасной TN-S или ее модификациям.

На картинке ниже представлена развернутая схема с защитой комбинированного класса 1 2, которое используется для установки после вводного автоматического выключателя.

Варистор ограничителя перенапряжения встроен в корпус модуля, защищает электрическую схему от прямых или удаленных атмосферных разрядов молний.

Традиционный для всех УЗИП сигнальный флажок имеет два цвета:

  1. зеленое положение свидетельствует об исправности устройства и готовности к работе;
  2. красное — о необходимости замены в случае срабатывания или перегорания.

Такой модуль может применяться во всех системах заземления, а не только TN-S. Он имеет 3 клеммы подключения:

  1. сверху слева L — фазный провод;
  2. сверху справа PE — защитный проводник заземления;
  3. снизу N — нулевой провод.

На очередной схеме показан вариант использования защиты с УЗО. После него создается дополнительная шинка рабочего нуля N1, от которой запитаны все потребители квартиры.

Схема вроде понятна, вопросов не должно возникнуть.

Для дополнительных систем заземления TN-C-S и ТТ предлагаю к изучению и анализу еще две схемы. У них УЗИП монтируется тоже во вводном устройстве.

Цепи подключения счетчика, реле контроля напряжения РКН и УЗО, а также потребители подробно не показываю. Но принцип понятен: используется защитная шина PE.

Отсутствие шины РЕ диктует необходимость подключения УЗИП только между потенциалами фазного провода и PEN. Других вариантов просто нет.

Слева показан способ монтажа защиты для однофазной проводки, а справа — трехфазной.

Импульс перенапряжения снимается по принципу создания искусственного короткого замыкания в питающей цепи.

Защита проводки возложена на:

  • трехполюсный вводной автоматический выключатель;
  • однополюсные и трехполюсные автоматы отходящих линий;
  • устройство защиты от импульсных перенапряжений комбинированного типа 1 2 3.

Учетом электроэнергии занимается трехфазный электросчетчик. После него в цепях рабочего нуля образована дополнительная шинка N1. От нее запитываются все потребители.

Шинки N и РЕ, модуль УЗИП подключены стандартным образом.

При раздельном использовании защит классов №1, 2, 3 следует распределять их по зонам I, II, III.

В предлагаемой разработке показан не чистый вариант подключения защит под систему заземления TN-C, а рекомендуемая современными требованиями модификация перехода на TN-C-S с выполнением повторного заземления.

Проводник PEN по силовому кабелю от питающей трансформаторной подстанции подается на свою шинку, которая подключается перемычкой к сборке рабочего нуля и шине повторного заземления.

Трехполюсный УЗИП, включенный после вводного автомата, защищает электрический счетчик и все его цепи, включая УЗО, от импульсов перенапряжения. Напоминаю, что он должен монтироваться в отдельном несгораемом боксе.

При отсутствии повторного заземления нижняя клемма модуля УЗИП подключается на шину PEN проводника отдельной жилой, а проводка работает чисто по старой системе TN-C.

Еще одна методика снижения нарастающего фронта броска импульса перенапряжения показана ниже. Здесь работают специальные реактивные сопротивления — дросселя LL1-3 с индуктивностью от 6 до 15 микрогенри, подбираемые расчетным путем.

Их монтируют в отдельном защитном щитке совместно с УЗИП. Так проще выполнять настройки и периодические обслуживания, профилактические работы.

Считаю, что необходимо указать еще на один вариант использования ограничителей перенапряжения и разрядников, которым иногда пренебрегают владельцы сложной электронной техники.

В отдельных ситуациях, как было у меня в электротехнической лаборатории на подстанции 330 кВ. Настольный компьютер подвергался различным видам облучения электромагнитных полей с частотами низкого и высокого диапазонов. Это сказывалось на отображении информации и даже быстродействии.

Однако при ударе молнии в рядом расположенную почву или молниезащиту такой путь может стать источником опасности. Исправить ситуацию позволяет метод создания дополнительной гальванической развязки.

Ее создают подключением разрядника. У меня использовалась разработка компании Hakel, как показано на картинке выше.

Технические характеристики ОПС-1

ОПС-1 — серия коммутационных ограничителей импульсных перенапряжений, которые защищают сети от вредоносных импульсов. В конструктивном плане имеют стандартные модули с 18 миллиметровой шириной под установку на монтажный тип рейки. Содержат твердотельные композитные варисторы из карбидового цинка и механизмы, отвечающие за визуальный контроль изнашиваемости варистора и аварийного предохранителя. Благодаря карбиду цинка снижают сопротивление в 1000 раз во время появления на сменном модуле напряжения, значение которого превышает предельно допустимое.

ОПС 1

Каждый ОПС-1 имеет количество модулей от 1 до 4 штук в однофазной и трехфазной сети. Есть класс, номинальное напряжение, рабочее протекторное напряжение (500-1000 вольт), номинальное количество тока ограничителя (5-10 ампер), ток, который разрядник принимает при атмосферном разряде (40-65 килоампер) и напряжение, до которого уменьшается значение при разрыве (от 0,25 до 1,2 киловатт).

Обратите внимание! Бывает четыре класса защиты. Первый класс устройств не применяется в бытовых установках, а нужен только для того, чтобы защитить линию электрической передачи

Второй класс используется, чтобы защитить высоковольтные скачки напряжения, которые вызваны ударом молнии к линии электрической передачи.

Третий класс нужен, чтобы защищать от перенапряжений с низкими сетевыми значениями. Защитные устройства ставятся в бытовом распределительном устройстве. Четвертый класс используется, чтобы защищать электрические устройства, которые чувствительны к импульсным помехам и всплескам в однофазной сети. Они монтируются в распределительном типе щитка, за розеткой в электрокоробке или около защищаемого устройства.

Технические характеристики

Ограничитель импульсных перенапряжений

  1. Преимущества в использовании ОПН
  2. Технические характеристики ОПН
  3. Устройство ограничителей импульсных перенапряжений
  4. Защита от импульсных перенапряжений

Среди множества защитных устройств широко известен такой высоковольтный аппарат, как ограничитель импульсных перенапряжений. Импульсные перенапрежения возникают в результате нарушений в атмосферных или коммутационных процессах и способны нанести серьезный вред электрооборудованию.

Основным средством защиты дома при попадании молнии служит громоотвод или молниеотвод. Но он не способен справиться с разрядом, проникшим в сеть через воздушные линии. Поэтому проводник, принявший на себя этот импульс, становится основной причиной выхода из строя электрооборудования и домашней аппаратуры, подключенной к данной сети. Чтобы избежать подобных неприятностей рекомендуется их полное отключение на период грозы. Гарантированная защита обеспечивается путем установки ограничителей перенапряжения (ОПН).

Преимущества в использовании ОПН

В обычных средствах защиты установлены карборундовые резисторы, а также соединенные последовательно искровые промежутки. В отличие от них в ОПН устанавливаются нелинейные резисторы, основой которых является окись цинка. Они объединяются в общую колонку, помещенную в фарфоровый или полимерный корпус. Таким образом, обеспечивается их эффективная защита от внешних воздействий и безопасная эксплуатация устройства.

Особенности конструкции оксидно-цинковых резисторов позволяют выполнять ограничителям перенапряжения более широкие функции. Они свободно выдерживают, независимо от времени, постоянное напряжение электрической сети. Размеры и вес ОПН значительно ниже, чем у стандартных вентильных разрядников.

Технические характеристики ОПН

Основной величиной, характеризующей работу ограничителя перенапряжения ОПН, является максимальное действие рабочего напряжения, которое может подводиться к клеммам прибора без каких-либо временных ограничений.

Ток, проходящий через защитное устройство под действием напряжения, называется током проводимости. Его значение измеряется в условиях реальной эксплуатации, а основными показателями служит активность и емкость. Общая величина такого тока может составлять до нескольких сотен микроампер. По этому параметру оцениваются рабочие качества ОПН.

Все импульсные ограничители способны устойчиво переносить медленно изменяющееся напряжение. То есть, они не должны разрушаться в течение определенного времени при повышенном уровне напряжения. Значения, полученные при испытаниях, позволяют настроить защитное отключение прибора по истечению установленного срока.

Величина предельного разрядного тока является максимальным значением грозового разряда. С ее помощью устанавливается предел прочности импульсного ограничителя при прямом попадании молнии.

Нормативный ресурс ОПН определяется и токовой пропускной способностью. Он рассчитывается для работы в наиболее тяжелых условиях, когда присутствуют максимальные грозовые или коммутационные перенапряжения.

Устройство ограничителей импульсных перенапряжений

Производители электротехники пользуются технологией и конструкторскими решениями, которые применяются в других электроустановочных изделиях. Прежде всего, это материал корпуса и габаритные размеры, внешний вид и прочие параметры. Отдельно решаются технические вопросы, связанные с установкой ОПН и его подключением к общим электроустановкам потребителей.

Существуют отдельные требования, предъявляемые именно этому классу устройств. Корпус ограничителя перенапряжений должен обеспечивать защиту от прямых прикосновений. Полностью исключается риск возгорания защитного устройства из-за перегрузок. При его выходе из строя на линии не должно быть коротких замыканий.

Современный ограничитель импульсных перенапряжений оборудуется простой и надежной индикацией. К нему может подключаться сигнализация дистанционного действия.

Ограничители импульсных напряжений (ОИН) ОИН1, ОИН2

Нормативно-правовое обеспечение

  • Отвечают требованиям ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования», других стандартов и ПУЭ».
  • Отвечает требованиям к защите от перенапряжений по ГОСТ Р 50571.19

Функциональные возможности

ОИН1 — ограничитель импульсных напряжений моноблок с варистором; по заказу световой индикатор наличия напряжения сети.
ОИН2 — ограничитель импульсных напряжений моноблок с варистором, световой индикатор рабочего состояния, световая индикация напряжения сети.

Конструктивные особенности

Ограничитель импульсных напряжений (ОИН) обеспечивает:

  • Максимальное длительное рабочее напряжение 275 В частотой 50 Гц
  • Рабочий потребляемый ток при напряжении 275 В не превышает 0,7 мА
  • Выполнен в виде унифицированного модуля шириной 17,5 мм для монтажа на рейке 35/7мм
  • Выдерживает воздействие импульсов комбинированной волны с напряжением разомкнутой цепи 10,0 кВ и с током короткозамкнутой цепи 5 кА
  • Обеспечивает защиту оборудования от импульсного перенапряжения категории II по ГОСТ Р 50571.19-2000 (уровень напряжения защиты 2,0 кВ)
  • Выдерживает без повреждений воздействие временного перенапряжения 380 В
  • Классификация по тепловой защите: ОИН1 и ОИН2 — без тепловой защиты.
  • Классификация по наличию индикатора состояния:
    ОИН1 — без индикатора;
    ОИН1С (по дополнительному заказу) — со световым индикатором наличия напряжения сети;
    ОИН2 — со световым индикатором рабочего состояния.
  • Классификация по ремонтопригодности: ОИН1 и ОИН2 — моноблочные (неремонтируемые в условиях эксплуатации).
  • Допускает присоединение проводников сечением от 4 до 16 мм
Наименование характеристики Значение параметров
Номинальное напряжение питающей сети, В 220
Номинальный разрядный ток, кА 5
Максимальный разрядный ток, кА 12,5
Остаточное напряжение при номинальном токе не выше, В 2000
Класс испытаний по ГОСТ Р 51992 II
Степень защиты, обеспечиваемая оболочками не ниже IP20
Температура окружающего воздуха, С от -45 до 55
Габаритные разметы, мм 80 x 17,5 x 65,5
Масса, не более, кг 0,12
Гарантийный срок эксплуатации, лет 3

Как подключить контактор?

Для тех, кто нормально относился к изучению школьного курса физики, не составит особого труда разобраться в схемах подключения различного электрооборудования, включая трехфазные электродвигатели. Они подключаются через контакторы или магнитные пускатели. Зарубежная классификация не делает разницы между этими аппаратами, поскольку пускатель является тем же контактором, но укомплектованным дополнительными устройствами для безопасной работы потребителя тока.

Другими словами, пускатель – это своего рода электротехнический шкаф в миниатюре, в котором помимо контактора установлена тепловая защита и от короткого замыкания. Пускатели имеют 8 величин от «0» до «7», каждая из которых рассчитана на электродвигатели с определенным диапазоном мощности (номинального тока). Благодаря закрытому исполнению (в корпусе), пускатели могут устанавливаться в любом месте. При подключении электромоторов через контактор защитные устройства подбираются отдельно.

Система контактов на контакторе

Вне зависимости от типоразмера и производителя электротехники любой трехфазный контактор имеет стандартную схему контактов и их подключения. Для удобства монтажа все контакты имеют маркировку, указывающую на их предназначение. Маркировка наносится на корпус аппарата и выглядит следующим образом:

  • А1 (ноль) и А2 (фаза) – контакты для управления включением и отключением контактора;
  • Нечетные цифры 1, 3, 5 и маркировка L1, L2, L3 указывают на места ввода трехфазного питания;
  • Четные цифры 2, 4, 6 и маркировка T1, T2, T3 указывают на места подключения проводов, идущих к потребителю тока;
  • 13NO и 14NO это пара блок-контакта для обеспечения функции самоподхвата.

Контакт А2 продублирован в верхней и нижней части корпуса аппарата для удобства коммутации. С этой же целью верхнюю и нижнюю (нечетную и четную) группу силовых контактов также можно использовать для ввода или вывода питания. При монтаже контактора надо быть внимательным, иначе схема не будет работать.

Нельзя допускать неправильное подключение фаз. Если их перепутать при монтаже контактора, вы получите обратное вращение двигателя. Для этого предусмотрены два способа маркировки на изоляции жил кабеля – цифрами и цветом. Числам 1, 2 и 3 соответствуют цвета – желтый, зеленый и красный. Нулевой проводник имеет белый цвет или маркировку цифрой «0». Подключение силовых контактов не представляет никакой сложности. Главное – это правильное подключение управляющего напряжения через кнопочный пост.

Подключение кнопочного поста

Рассмотрим 2 схемы подключения контактора к сети 380 В: для катушки с напряжением питания 380 В и 220 В.

Кнопочный пост имеет две кнопки. «Пуск» с нормально-открытыми и «Стоп» с нормально-закрытыми контактами. Питание к нему (фаза) подается через контакт №4 кнопки «Стоп». Между клеммами №3 «Стоп» и №2 «Пуск» устанавливаем перемычку, продлевая тем самым линию «фаза». Клемма А1 (фаза) контактора соединяется с контактом №1 «Пуск». Нулевая жила управляющего провода подключается на клемму А2. Между дублем контакта А1 и клеммой 14NO устанавливается перемычка. Клемма 13NO соединяется с контактом №2 «Пуск».

В случае, если схему управления необходимо запитать от одной фазы (фаза-ноль), при номинале катушки пускателя 220 В, схема подключения будет выглядеть следующим образом.

При нажатии кнопки «Пуск» происходит срабатывание силовых контактов и подается напряжение на блок-контакт, который обеспечивает рабочее (закрытое) положение силовых контактов, после того, как кнопка будет отпущена. Нажатием кнопки «Стоп» цепь на блок-контакте разрывается, и силовые контакты переходят в нормально-открытое положение. Более подробные описания подключения контакторов с иллюстрациями и видеороликами можно найти в интернете. Сделав эту работу несколько раз, в последующем вы будете выполнять ее автоматически.

Схема подключения четырехполюсного УЗО в трехфазной сети с использованием нейтрали

Здравствуйте, уважаемые гости сайта заметки электрика.

Продолжаю серию статей о схемах подключения УЗО.

И сегодня мы с Вами разберем детально схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть с использованием нейтрали.

Данная схема является также самой распространенной схемой подключения УЗО.

Принцип подключения остается таким же, как в однофазную сеть, только вместо двухполюсного УЗО используется четырехполюсное.

Четыре приходящих провода (фазы А, В, С и ноль) подсоединяем к УЗО, согласно схеме подключения.

Схема подключения фазных (А, В, С) и нулевого проводников

Еще раз повторю Вам, что данную схему Вы можете найти либо в техническом паспорте на УЗО, либо на корпусе самого УЗО.

Схемы подключения УЗО, как двухполюсных, так и  четырехполюсных, разных производителей могут отличаться расположением нулевой клеммы, либо слева, либо справа. Подключение фазных проводников роли не играют, необходимо лишь правильно подключить соответствующие входы и выходы.

Схема подключения УЗО. Трехфазная сеть.

Четырехполюсные трехфазные УЗО выпускаются на большие токи утечки, которые служат только для защиты от пожаров электропроводки.

Чтобы выполнить защиту от поражения электрическим током людей, необходимо на отходящих линиях (группах) установить двухполюсные однофазные УЗО с уставкой по току утечки равной 10-30 (мА).

А также не забываем перед каждым УЗО устанавливать автоматический выключатель — для его же защиты.

Схема подключения четырехполюсного трехфазного УЗО

Схема подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть. Пример электропроводки квартиры.

Еще хочу заметить, что используя данную схему подключения, мы можем защитить как трехфазную сеть, так и три разных однофазных сети. Но при этом необходимо, чтобы нули каждой отдельной сети были подключены непосредственно к выходной клемме «N» УЗО.

На схеме ниже это все наглядно видно.

Использование четырехполюсного УЗО для разных однофазных сетей

Конечно каждый электромонтер может выполнить электромонтаж в разных исполнениях, но я Вам рекомендую выполнить подключение нулей разных однофазных сетей через нулевую шинку, которая легко устанавливается на DIN-рейке прямо в квартирном щитке.

В завершении статьи о схеме подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть с использованием нейтрали, хочется напомнить Вам соблюдать правильное подключение фазных и нулевого проводников, а также соблюдать цветовую маркировку проводов.

P.S. Надеюсь, что данная статья была Вам полезна. С уважением, Дмитрий. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Трехфазное УЗО — назначение, устройство, как работает. Принцип работы трехфазного УЗО

УЗО – устройство защитного отключения. Это устройство знакомо многим, но почему-то не все верят в то, что УЗО действительно работает. При этом, никто еще не смог дать конкретного ответа, почему он так думает. Спешу вас заверить: устройство защитного отключения действительно работает, поэтому в целях собственной безопасности и предотвращения несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, такое устройство стоит установить каждому.

Схема подключения УЗО достаточно проста, и с финансовой точки зрения тоже себя оправдывает. Да и экономить на собственной безопасности неправильно. Поэтому еще раз: устройство защитного отключения НЕОБХОДИМО, если вы задумываетесь о своей безопасности и безопасности ваших домочадцев.

Электроэнергия по потребителям распространяется через однофазные либо трехфазные сети. В зависимости от количества фаз в сети, меняются и схемы подключения автоматов (автоматических выключателей) и схемы подключения УЗО.

В данной статье поговорим о подключении устройств защитного отключения именно к трехфазным сетям, рассмотрим схемы правильного подключения, а также узнаем, как работает трехфазное УЗО.

Внимание! Чтобы правильно рассчитать и выбрать аппараты защиты, необходимо соблюдать следующие пункты:

  1. 1. Знать назначение, конструкцию и принцип действия всех компонентов
  2. 2. Разбираться в параметрах и характеристиках
  3. 3. Знать нормативные документы и методику выбора

Понятно, что рядовой обыватель скорее всего с этими вещами не знаком, поэтому будет приглашать мастера. А вот мастеру уже можно задать вопросы, и если он уверенно и правильно расскажет о назначении устройства, схеме его работы, то это хороший мастер. Вот если он не сможет этого сделать – лучше вызовите другого. Большинство несчастных случаев связано именно с некомпетентностью.

Назначение трехфазного УЗО

Итак, для начала разберемся с однофазными и трехфазными сетями. Нужно знать следующее: в обычных квартирах сеть – однофазная, а вот в частных домах – нередко присутствует трехфазная сеть. УЗО, применяемое в однофазной сети, называется двухполюсным. То есть, один контакт подключается к фазе, второй – для подключения нулевого провода. Нетрудно вычислить, что в трехфазной сети будет применяться 4-х полюсное УЗО: три контакта подключаются к фазам, четвертый, соответственно, ноль

Как мы уже поняли, трехфазные УЗО применяются в трехфазных сетях. Их задача ничем не отличается от устройств, применяемых в однофазной сети: защищать от утечки тока.

Вкратце напомним принцип работы УЗО: определяет и реагирует на разницу тока, проходящего через устройство. При этом, в отличие от УЗО в однофазной сети, трехфазное УЗО можно подключить как и с нулевым проводом, так и без него. Соответственно, при подключении с нулевым проводом задействованы все четыре провода сети, а если подключать без нейтрали, то только три провода, четвертый контакт остается незадействованным.

Теперь познакомимся с номиналами защитных устройств, используемых в трехфазных сетях. Маленький нюанс: одни производители указывают величину тока утечки в миллиамперах, другие в амперах. Четырехполюсные УЗО бывают 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер (0.01, 0.03, 0.1, 0.3, 0.5 ампер соответственно).

Важно! Если вы планируете установку УЗО для защиты человека, то номинал устройства защиты не должен превышать 30 миллиампер. Остальные номиналы используются для защиты от возгораний и сохранности потребителей, как правило, устанавливаются на входе щитка.

Обычно к частным домам подводят три фазы мощностью 15 кВт. В этом случае для обеспечения защиты человека от удара током не имеет смысла устанавливать трехфазное УЗО на входе, так как если на одной из фаз произойдет утечка тока, устройство отключит все три фазы. В этом случае имеет смысл устанавливать трехфазное УЗО для отдельных трехфазных потребителей, коими могут быть котлы, электроплиты и другое трехфазное электрооборудование.

Однако не всегда их используют для трехфазных потребителей. Трехфазное УЗО можно использовать не только в трехфазной, но и в однофазной сети и такие устройства часто можно встретить в обычном квартирном щите. Изюминка в том, что используя трехфазное устройство защитного отключения в однофазной сети грамотно распределив нагрузку можно добиться существенной экономии бюджета. У многих профессионалов они пользуются все большей популярностью. 

Но, такие манипуляции должен проводить опытный мастер, иначе, при неравномерном распределении нагрузки получится перекос между фазами (проще – аварийная ситуация). А как собрать такой щит мы рассмотрим в отдельной статье.

Устройство трехфазного УЗО

Теперь подробно поговорим об устройстве трехфазного УЗО. Как уже было сказано, в трехфазной сети имеется три фазных проводника и один нулевой.

Напряжение между любой фазой и нулем – 220 вольт, как положено, а напряжение между фазами – 380 вольт.

Основным компонентом устройства защитного отключения является дифференциальный трансформатор. Это обычный магнитопровод из ферромагнитного материала с обмоткой. Помимо дифференциального трансформатора в УЗО присутствуют следующие компоненты:

  1. 1. Корпус
  2. 2. Силовые контакты (подвижные и неподвижные)
  3. 3. Механизм независимого сцепления
  4. 4. Силовые провода
  5. 5. Реле расцепления
  6. 6. Кнопка “Тест”

Теперь узнаем, что же происходит. Через катушку ЭДС, которая является частью трансформатора устройства защитного отключения проходят все провода трехфазного питания, включая нулевой провод. Так как при нормальном потреблении прибора суммарные токи всех 4-х проводов равны нулю, ЭДС в катушке не возникает.

При возникновении утечки тока по любому из проводов, происходит разбаланс, и, как следствие, сердечник трансформатора намагничивается. Все это приводит к возникновению тока в обмотке трансформатора. Если величина этого тока превышает ток срабатывания УЗО, автоматика отключает питание.

Пояснение работы устройства

Понятное дело, что неподготовленному человеку будет сложно понять принцип работы УЗО, поэтому в качестве примера возьмем обычные батареи водяного отопления. Итак, мы имеем следующее:

  1. 1. Замкнутый контур отопления – наши провода
  2. 2. Вода – ток, протекающий по проводам.

Теперь всем понятно, что пока вода спокойно протекает по трубам, система работает без проблем. Но вдруг в одной из труб контура образовалась дыра.

Понятное дело, что часть воды будет через эту дыру утекать. Получается, в начале замкнутого контура в трубу подали, к примеру, четыре куба воды, а на выходе из контура воды стало только три куба. Так как наша система замкнута (сколько вошло – столько и должно выйти), то эта разница на входе и выходе сигнализирует о том, что в замкнутой системе возникла утечка.

 

По этому же принципу работает и УЗО. Это устройство сравнивает сколько тока ушло и сколько пришло, и если появляется разница, то устройство автоматически отключается.

В однофазной сети УЗО сравнивает токи только в двух проводах, один из которых фазный, а второй – нулевой. Время срабатывания устройства – несколько миллисекунд.

Принцип работы трехфазного УЗО при несимметричной нагрузке

Принцип работы УЗО в трехфазной сети аналогичен его работе в сети, где присутствует одна фаза. Но, если в однофазной сети всего два провода, то в трехфазной – четыре.

К сведению, обычно фазы обозначают латинскими буквами (А, B, C) а нейтраль всегда обозначают буквой N.

Теперь снова повторим: в однофазной сети ток течет в одном направлении по фазному проводу, и по нулевому проводу в другом. Значения токов при нормальной работе – одинаковые. Если вспомнить наш пример с отоплением, то 2 куба вошло и 2 куба вышло. При такой работе во вторичной обмотке трансформатора УЗО ток не возникает.

В трехфазном УЗО геометрическая сумма I1+I2+I3 = 0 (ему геометрическая? — вспомните векторы!) всех четырех проводов равна нулю (при равенстве нагрузки). То есть, как и в однофазной сети, во вторичной обмотке трансформатора ток не возникает.

Но, как только в сети возникает утечка тока, баланс в первичной обмотке будет нарушен, и тогда во вторичной обмотке возникнет ток, который запустит механизм срабатывания УЗО.

Внимательный читатель наверняка обратил внимание на оговорку “при равенстве нагрузки”, и естественно задался вопросом: а что если нагрузка на фазы не будет одинакова? Сработает ли УЗО при возникновении утечки в таком случае?

Спешу успокоить: УЗО сработает, и вот почему. Возьмем в качестве примера следующие данные:

  1. 1. Фаза А – 10 ампер
  2. 2. Фаза В – 5 ампер
  3. 3. Фаза С – 15 ампер

Для несимметричной нагрузки должно выполняться геометрическое равенство I1+I2+I3=IN. Считаем: 10 + 5 + 15 = 30. Ток в 30 А, это ток который возвращается в сеть по нулевому проводу. То есть, баланс нашего тока равен 30 Ампер.

Во вторичной обмотке – ток равен нулю. То есть, при значении 30 Ампер во вторичной обмотке ток равен нулю и трехфазное УЗО работает в нормальном режиме. Теперь, в случае утечки тока на одной из фаз, равенство нарушится, и баланс не будет равным 30, а значит во вторичной обмотке появится ток. Как только там появляется ток – срабатывает реле устройства, УЗО отключается.

Важно! Если вы устанавливаете УЗО на водонагреватель (бойлер), который работает от напряжения 380 вольт, то обратите внимание на то, по какой схеме в вашем бойлере подключены ТЭНы. Если используется подключение типа “треугольник”, то четырехполюсное УЗО подключается без нулевого провода. При подключении ТЭНов по типу “звезда” следует использовать все четыре провода (три фазы и нулевой провод).

Подводим итоги. Трехфазное УЗО, принцип работы которого мало отличается от использования УЗО в сетях с одной фазой, применяется очень широко, и не является слишком сложным устройством для подключения. Самое главное – будьте осторожны и внимательны.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Использование однофазных стабилизаторов в трехфазной сети

Если у вас к дому (объекту) подходит трехфазная сеть, то у многих покупателей стоит выбор между приобретением трехфазного стабилизатора и тремя однофазными.

Схематично трехфазный стабилизатор представляет собой три однофазных стабилизатора и устройство блокировки фаз, которое контролирует межфазное напряжение и в случае исчезновения напряжения на одной из фаз — отключает напряжение на остальных фазах. Это сделано для защиты трехфазной нагрузки.

Поэтому важно — если у вас трехфазная нагрузка — обязательно надо брать трехфазные стабилизатор.

В остальных случаях удобнее брать три однофазных. Т.к. при исчезновении напряжения на одной из фаз, остальные будут работать. Также получается, что три однофазных стабилизатора стоят дешевле чем один трехфазный.

Схема подключения к трехфазной нагрузке:


При подключении стабилизаторов напряжения в трехфазную сеть необходимо выполнять следующие условия:

1. Стабилизаторы должны быть установлены на каждую фазу. Нельзя устанавливать стабилизаторы на одну или две фазы, оставляя без стабилизации остальные (-ую).
2. Уровень загруженности на каждый стабилизатор напряжения должен быть приблизительно одинаковый. В ином случае возникает на нулевом проводе ток, что может вывести стабилизатор из рабочего состояния (стабилизатор будет выдавать ошибку).
3. Нельзя подключать однофазные стабилизаторы напряжения в трехфазную сеть, если есть трехфазная нагрузка.
4. Нельзя подключать стабилизаторы напряжения в трехфазную сеть, если разность линейных напряжений между фазами превышает 20-25%.


При покупке 3-х однофазных стабилизаторов напряжения — СКИДКА 5%!

Подробнее о акции
Учитывайте, что стоимость 3-х однофазных дешевле чем аналогичной мощности трехфазный (абсолютно любого производителя) — Вы не плохо экономите на трехфазном стабилизаторе, а покупка трех однофазных стабилизаторов позволит с умом распорядиться пространством при его размещении и более грамотно подключить и использовать их с технической точки зрения!

При выборе номинала надо понимать, что если к вам подведено трехфазное напряжение, например 15000 ВА, то разделяется по 5000 ВА на фазу, то есть надо брать три однофазных по 5000 ВА.

Схема подключения в однофазной сети:

Подключение однофазного солнечного инвертора к трехфазной сети

Нас часто спрашивают: «Что произойдет, если вы подключите однофазный солнечный инвертор к трехфазной сети с сетевым счетчиком?». Итак, мы в Sunkalp Energy считаем важным сломать это.

Технические последствия подключения однофазного инвертора к трехфазной сети

Подключение трехфазного инвертора к трехфазной сети всегда является первым выбором, потому что трехфазный инвертор будет понижать одинаковую равномерную мощность по каждой из фаз, и нет риска внесения какого-либо дисбаланса.Это почти всегда предпочтительный выбор в крупных или промышленных соединениях, где с потребителя взимается плата за потребление кВА, и важна балансировка каждой из фаз.

Однако технически однофазный солнечный инвертор также легко синхронизируется с одной из фаз в трехфазном соединении . Обычно это не вызывает каких-либо проблем с небольшими жилыми подключениями, менее 5 кВт, где чаще всего возникает этот сценарий. Жилые сети имеют как однофазные, так и трехфазные нагрузки, и добавление однофазного источника питания не вызовет технических проблем.

При проектировании установщик должен обеспечить подключение однофазного солнечного выхода к фазе с максимальной нагрузкой. В редком случае, когда нагрузки сильно разбалансированы и солнечная энергия подключена к фазе с более низкими нагрузками, это может вызвать дальнейший дисбаланс, который в конечном итоге может повлиять на напряжение сети и, следовательно, на отключение / десинхронизацию.

Возникает еще один вопрос: «Будет ли трехфазный счетчик полезен для однофазной генерации?» .Не будет никакой разницы в выставлении счетов в случае небольших домашних подключений, когда клиенту выставляется счет за потребленные кВт. Счетчик просто добавит мощность, потребляемую на каждой из трех фаз, и вычтет мощность, генерируемую солнечной батареей, как это было бы в других случаях. Однако при трехфазных соединениях большего размера, которые оплачиваются по потреблению кВА, чрезвычайно важно сбалансировать коэффициент мощности или предпочтительнее использовать трехфазное соединение с солнечной батареей.

Коммерческое влияние подключения однофазного инвертора к трехфазной сети

Это просто. С коммерческой точки зрения однофазные инверторы дешевле , чем трехфазные инверторы той же номинальной мощности, просто потому, что защита и электроника для управления однофазным питанием дешевле. Это оказывает влияние на стоимость ватта, которое становится значительным для меньших мощностей до 10 кВт.

Положения политики для подключения однофазного инвертора к трехфазной сети

Рекомендации

MNRE (цитируются ниже) довольно неоднозначны в отношении уровней закачки, оставляя решение о том, одобрять ли однофазное солнечное соединение или трехфазное соединение, на усмотрение утверждающего руководителя проекта.

В подключенной к сети крышной системе или небольшой системе SPV, мощность постоянного тока, генерируемая панелью SPV, преобразуется в мощность переменного тока с использованием блока кондиционирования и подается в сеть либо по трехфазным линиям 33 кВ / 11 кВ, либо по трехфазным линиям 440/220 Вольт. / однофазная линия в зависимости от мощности системы, установленной в учреждении / коммерческом учреждении или жилом комплексе, и нормативной базе, установленной для соответствующих государств.

21. Каковы уровни подключения к сети для таких систем? Проекты, подпадающие под эти руководящие принципы, относятся к двум широким категориям: i.e. (a) проекты, подключенные к высокому напряжению в распределительной сети (т.е. ниже 33 кВ) (b) проекты, подключенные к низковольтному напряжению, т.е. 400/415/440 вольт (3 фазы), в зависимости от случая или 230 вольт ( 1 фаза). Соответственно, проекты могут быть разделены на две следующие категории.

Категория 1 : Проекты, подключенные на уровне ВТ (ниже 33 кВ) распределительной сети. Проекты с предлагаемой установленной мощностью от 50 до 500 кВт и подключенные с напряжением ниже 33 кВ должны попадать в эту категорию.В этом отношении проекты должны будут соответствовать соответствующим техническим стандартам подключения.

Категория 2 : Проекты, подключенные на уровне LT (400 В — 3 фазы или 230 В — 1 фаза) Проекты с предлагаемой установленной мощностью менее 100 кВт и подключенные к сети на уровне LT (400/415/440 Вольт для 3 -фазный или 230 В для 1-фазного) должны подпадать под эту категорию.

Наши рекомендации:
  1. Если потребитель имеет однофазное подключение к сети, однофазный инвертор является обязательным.
  2. Для солнечных систем мощностью 8 кВт и выше, где у клиента есть трехфазное подключение, следует предпочесть трехфазный солнечный инвертор.
  3. Для подключений к сети менее 8 кВт, когда у клиента есть трехфазное подключение, но измеряется потребление кВт, установщик должен проверить потребление нагрузки клиентом по фазам. Можно предложить однофазное соединение для подключения к фазе с наибольшей нагрузкой, при условии, что это не нарушает балансировку системы.
  4. Всегда рекомендуется получать предварительное разрешение на SLD от местного DISCOM и узлового агентства.

Не стесняйтесь комментировать и добавлять свои впечатления!

(PDF) Новая стационарная схема управления рамой для трехфазных выпрямителей с ШИМ в условиях несбалансированных провалов напряжения

ROI U et al.: НОВАЯ СТАЦИОНАРНАЯ СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАМОЙ ДЛЯ ТРЕХФАЗНЫХ ШИМ-ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 277

[3] П. Н. Энджети и С. А. Чоудхури, «Новая стратегия управления для улучшения характеристик

ШИМ-преобразователя переменного тока в постоянный в несбалансированных рабочих условиях

», IEEE Trans. Power Electron., Т. 8, вып. 4, pp. 493–500,

Oct. 1993.

[4] C. Du, MHJ Bollen, E. Agneholm и A. Sannino, «Новая стратегия управления

системы VSC – HVDC для высоких -качественная поставка промышленных

установок », IEEE Trans.Мощность Del., Т. 22, нет. 4, pp. 2386–2394, октябрь 2007 г.

[5] Л. Сюй, Б. Р. Андерсен и П. Картрайт, «Передача VSC, работающая

в условиях несимметричного переменного тока — Анализ и разработка управления», IEEE

Trans . Мощность Del., Т. 20, нет. 1, стр. 427–434, январь 2005 г.

[6] Дж. Чжан, Х. Чен, В. Пан и К. Ван, «Управление VSC-HVDC в условиях несбалансированного питания

», в Conf. Рек. IEEE Power Eng. Soc. Gen.

Meeting, 2007, стр. 1–6.

[7] Л.Сюй и Ю. Ван, «Динамическое моделирование и управление ветряными турбинами

на основе DFIG в условиях несбалансированной сети», IEEE Trans. Power Syst.,

об. 22, нет. 1, стр. 314–323, февраль 2007 г.

[8] Л. Сюй, «Скоординированное управление роторными преобразователями DFIG и преобразователями

на стороне сети во время дисбаланса сети», IEEE Trans. Power Electron., Т. 23, нет. 3,

pp. 1041–1049, May 2008.

[9] Р. Пена, Р. Карденас, Э. Эскобар, Дж. Клэр и П. Уиллер, «Система Control

для несбалансированной работы стенда. только индукционные генераторы с двойным питанием

”, IEEE Trans.Energy Convers., Т. 22, нет. 2, pp. 544–545,

июнь 2007 г.

[10] П. Риуал, Х. Пуликен и Дж. П. Луис, «Регулирование ШИМ-выпрямителя

в несбалансированном состоянии сети с использованием обобщенной модели», IEEE Trans.

Power Electron., Т. 11, вып. 3, стр. 495–502, май 1996 г.

[11] Х. Сонг и К. Нам, «Схема управления двойным током для ШИМ-преобразователя

в условиях несимметричного входного напряжения», IEEE Trans. Ind. Electron.,

vol.46, нет. 5, pp. 953–959, Oct. 1999.

[12] Б. Инь, Р. Оруганти, С.К. Панда и АКС Бхат, «Высокопроизводительное управление

повышающим ШИМ-выпрямителем в несбалансированных рабочих условиях.

с контролем структуры интегральных переменных », в конф. Рек. IEEE PESC,

2005, стр. 1992–1997.

[13] П. Родригес, А. В. Тимбус, Р. Теодореску, М. Лизер и Ф. Блаабьерг,

«Гибкое управление активной мощностью распределенных систем выработки электроэнергии

во время сбоев в сети», IEEE Trans.Ind. Electron., Vol. 54, нет. 5, стр. 2583–

2592, октябрь 2007 г.

[14] Я. Сух, В. Тиджерас и Т.А. Липо, «Метод управления в кадре dq synchronous

для повышающего выпрямителя PWM при обобщенном несбалансированном режиме работы

условий », в конф. Рек. IEEE PESC, 2002, т. 3. С. 1425–1430.

[15] Я. Сух, В. Тиджерас и Т.А. Липо, «Нелинейное управление мгновенной мощностью в синхронном кадре dq для ШИМ-преобразователя переменного / постоянного тока в

обобщенных несбалансированных рабочих условиях», в Conf .Рек. IEEE IAS

Annu. Встреча, 2002, т. 2. С. 1189–1196.

[16] Ю. Сух и Т. А. Липо, «Схема управления в гибридной синхронной стационарной рамке

для ШИМ-преобразователя переменного / постоянного тока в обобщенных несбалансированных рабочих условиях», IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 42, нет. 3, pp. 825–835,

Май / июн. 2006.

[17] Ю. Сух и Т. А. Липо, «Моделирование и анализ мгновенной активной

и реактивной мощности для ШИМ-преобразователя переменного / постоянного тока в обобщенной несимметричной сети», IEEE Trans.Мощность Del., Т. 21, нет. 3, стр. 1530–1540,

июль 2006 г.

[18] А. Яздани и Р. Иравани, «Единая динамическая модель и управление преобразователем с источником напряжения

в условиях несбалансированной сети», IEEE

Пер. Мощность Del., Т. 21, нет. 3, pp. 1620–1629, Jul. 2006.

[19] JG Hwang, PW Lehn и M. Winkelnkemper, «Управление сетью

подключенных преобразователей переменного тока в постоянный с минимальной емкостью промежуточного контура при несимметричном напряжении сети

. состояние », в сб.Рек. EPE, 2007, стр. 1–10.

[20] М. Х. Дж. Боллен, Понимание проблем качества электроэнергии: провалы напряжения

и прерывания. Пискатауэй, Нью-Джерси: IEEE Press, 2002.

[21] Дж. Свенссон, М. Бонджорно и А. Саннино, «Практическая реализация метода подавления задержанного сигнала

для разделения фазовых последовательностей», IEEE

Trans. Мощность Del., Т. 22, нет. 1, pp. 18–26, Jan. 2007.

[22] П. Родригес, Р. Теодореску, И. Кандела, А. В. Тимбус, и

F.Блаабьерг, «Новый детектор напряжения прямой последовательности для синхронизации сети

преобразователей энергии в условиях неисправности сети», в конф. Рек.

IEEE PESC, 2006, стр. 1–7.

[23] А. В. Тимбус, М. Чиоботару, Р. Теодореску и Ф. Блаабьерг, «Адаптивный резонансный контроллер

для сетевых преобразователей в системах генерации

с распределенным энергоснабжением», в Conf. Рек. IEEE APEC, 2006, стр. 1601–1606.

Даниэль Ройу родился в Яссах, Румыния, в 1981 году.Он

получил степень магистра наук. степень в области электротехники

от Технического университета «Gh. Asachi »Яссы,

Яса, Румыния, в 2005 г., и докторская степень. степень

Технического Университета «Gh. Asachi »Яссы и

Туринского политехнического университета, Турин, Италия, в 2009 году.

В настоящее время он является научным сотрудником департамента

di Ingegneria Elettrica Политехнического университета Турина. Его научные интересы

включают устройства

силовой электроники для повышения качества электроэнергии и распределенные интерфейсы поколения

.

Раду Иустин Боджой (M’06) получил степень магистра наук. степень

по электротехнике Технического университета

версия «Gh. Asachi »Яссы, Яссы, Румыния, в 1993 г.,

и доктор философии. получил диплом Туринского политехнического университета,

Турин, Италия, в 2003 году.

С 1994 по 1999 год он был доцентом

на кафедре электрических приводов и промышленной

автоматизации Технического университета Ясс. В 2004 году,

, он присоединился к Dipartimento di Ingegneria Elettrica,

Politecnico di Torino в качестве доцента.Он

автор более 60 статей, опубликованных в интер-

сборниках национальных конференций и технических журналах. Его научные интересы

включают проектирование и разработку систем расширенного управления на базе DSP и FPGA

в области силовой электроники, высокопроизводительных электроприводов,

и систем кондиционирования энергии.

Доктор Боджой получил первый приз IPEC в 2005 году.

Леонардо Родригес Лимонги родился в городе Ресифи,

Бразилия, в 1978 году.Он получил степень магистра наук. степень в области электротехники

от Федерального университета

де Пернамбуку, Ресифи, Бразилия, в 2006 году, и докторская степень

. Степень из Туринского политехнического университета, Турин,

Италия, в 2009 году.

Он является автором более 15 статей, опубликованных в трудах международных конференций и

технических журналах. Его исследовательские интересы включают

области силовой электроники, посвященные энергетическим системам

кондиционирования и распределенной генерации.

Альберто Тенкони (M’99) получил степень магистра наук. и

доктор философии. дипломы по электротехнике

Туринского политехнического университета, Турин, Италия, в 1986 и 1990 годах,

соответственно.

С 1988 по 1993 год он работал в отделе электронных систем

исследовательского центра FIAT, где

он занимался разработкой систем привода электрических автомобилей

. Затем он присоединился к Dipartimento

di Ingegneria Elettrica, Politecnico di Torino, где

он в настоящее время является профессором.Он является автором

более 120 статей, опубликованных в

международных журналах и трудах конференций. Он является рецензентом международных журналов.

Он является заместителем редактора IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL

ELECTRONICS. Сфера его интересов — проектирование высокопроизводительных приводов, новые приложения для силовых электронных устройств

и разработка нетрадиционных электрических машин

. Он участвовал как дизайнер и как ученый во многих

национальных и европейских исследовательских программах.

4. Подробное описание кадрирования 802.11

Управление является важным компонентом 802.11. Технические характеристики. Несколько различных типов фреймов управления используются для предоставления простых в проводных сетях услуг. сеть. Установить идентичность сетевой станции легко. проводной сети, потому что сетевые подключения требуют перетаскивания проводов из центральное расположение новой рабочей станции. Во многих случаях патч-панели в коммутационный шкаф используются для ускорения монтажа, но существенные остается точка: новые сетевые подключения могут быть аутентифицированы личный визит при установлении нового соединения.

Беспроводные сети должны создавать функции управления для обеспечения аналогичная функциональность. 802.11 разбивает процедуру на три компоненты. Мобильные станции в поисках возможности подключения должны сначала определить местонахождение совместимую беспроводную сеть для доступа. В проводных сетях этот шаг обычно включает в себя поиск подходящего разъема данных на стена. Затем сеть должна аутентифицировать мобильные станции, чтобы установить что аутентифицированному удостоверению разрешено подключаться к сети.Эквивалент проводной сети обеспечивается самой сетью. Если сигналы не могут покинуть провод, получение физического доступа по крайней мере что-то вроде процесса аутентификации. Наконец, мобильные станции должны подключиться к точке доступа, чтобы получить доступ к проводной магистрали, шаг эквивалентен подключению кабеля к проводной сети.

Структура кадров управления

Кадры управления 802.11 имеют общую структуру, показанную на рисунке 4-20.Заголовок MAC — это одинаково во всех рамках управления; это не зависит от кадра подтип. Кадры управления используют информацию элементы , небольшие порции данных с числовой меткой, чтобы передавать информацию другим системам.

Рисунок 4-20. Общий кадр управления

Как и все другие кадры, первое поле адреса используется для адрес назначения фрейма. Некоторые фреймы управления используются для поддерживать свойства в пределах одного BSS.Чтобы ограничить эффект кадры управления широковещательной и многоадресной рассылкой, станции должны проверить BSSID после получения кадра управления, хотя не все реализации выполняют фильтрацию BSSID. Только трансляция и многоадресные кадры от BSSID, которым станция в настоящее время связанные с, передаются на уровни управления MAC. Тот самый Исключением из этого правила являются кадры-маяки, которые используются для объявления наличие 802.11 сеть.

BSSID назначаются знакомым образом. Точки доступа используют MAC-адрес беспроводного сетевого интерфейса в качестве BSSID. Мобильные станции принимают BSSID точки доступа, которой они являются. в настоящее время связано с. Станции в IBSS используют случайный сгенерированный BSSID из создания BSS. Одно исключение из правила: кадры, отправленные мобильной станцией, ищущей конкретную сеть, могут использовать BSSID сети, которую они ищут, или они могут использовать транслируйте BSSID, чтобы найти все сети поблизости.

Управляющие кадры используют поле Duration таким же образом что делают другие кадры:

  1. Любые кадры, переданные в установленный период отсутствия конкуренции продолжительность до 32 768.

  2. Кадры, переданные при конкурентном доступе периоды, использующие только DCF, используйте поле Duration для блокировки доступ к среде, чтобы разрешить любой атомарный обмен кадрами полный.

    1. Если кадр является широковещательным или многоадресным ( адрес назначения — это групповой адрес), продолжительность — 0.Широковещательные и многоадресные кадры не подтверждаются, поэтому NAV не требуется для блокировки доступа к среде.

    2. Если нефинальный фрагмент является частью мультикадра обмена, продолжительность устанавливается в количество микросекунд занимает три интервала SIFS плюс следующий фрагмент и его признание.

    3. В финальных фрагментах используется длительность, равная времени требуется для одного подтверждения плюс один SIFS.

Фреймы управления достаточно гибкие. Большая часть данных в теле кадра используются поля фиксированной длины, называемые , фиксированные поля и поля переменной длины, называемые информационных элементов . Информационные элементы капли данных разного размера. Каждый большой двоичный объект данных помечен типом число и размер, и подразумевается, что информационный элемент поля данных определенного типа интерпретируются определенным образом.Новые информационные элементы могут быть определены в новых редакциях Спецификация 802.11; реализации, предшествующие пересмотру, могут игнорировать новые элементы. Старые реализации зависят от обратно совместимое оборудование и часто не может подключиться к сети на основе новейших стандартов. К счастью, новые возможности обычно могут быть легко отключенным для совместимости.

В этом разделе представлены фиксированные поля и информация элементы как строительные блоки и показывает, как строительные блоки собран в рамы управления.802.11 определяет порядок, в котором информация элементы появляются, но не все элементы являются обязательными. Эта книга показывает все строительные блоки каркаса в указанном порядке, а обсуждение каждого подтипа отмечает, какие элементы являются редкими, а какие являются взаимоисключающими.

Компоненты кадра управления фиксированной длины

В кадрах управления могут появляться 10 полей фиксированной длины. Поля фиксированной длины часто называют просто полей , чтобы отличить их от информационные элементы переменной длины.Поля не имеют заголовка для отличить их от других частей корпуса рамы. Потому что у них есть фиксированной длины и появляются в известном порядке, поля могут быть разделены без использования заголовка поля.

Номер алгоритма аутентификации

Два байта используются для номера алгоритма аутентификации поля, которые показаны на рисунке 4-21. Это поле определяет тип аутентификации, используемый на начальном уровне 802.11 процесс аутентификации до того, как произойдет ассоциация.802.1X аутентификация происходит после ассоциации, и ей не назначается номер алгоритма. (Процесс аутентификации обсуждается подробнее подробно в главе 8.) значения, разрешенные для этого поля, показаны в Таблице 4-3. Только два значения в настоящее время определено. Другие значения зарезервированы на будущее работа по стандартизации.

Рисунок 4-21. Поле номера алгоритма аутентификации

Таблица 4-3. Значения поля Номер алгоритма аутентификации

Значение

Значение

0

Аутентификация открытой системы (обычно используется с 802.1X-аутентификация)

1

Аутентификация с общим ключом (устарело в стандарте 802.11i)

2-65,535

Зарезервировано

Порядковый номер транзакции аутентификации

Процесс аутентификации состоит из нескольких этапов. вызов с точки доступа и ответ с мобильного станция пытается установить связь.Транзакция аутентификации Порядковый номер, показанный на рисунке 4-22, представляет собой двухбайтовое поле. используется для отслеживания прогресса аутентификационного обмена. Занимает значения от 1 до 65 535; никогда не устанавливается в 0. Использование этого поля обсуждается в главе 8.

Рисунок 4-22. Поле порядкового номера транзакции аутентификации

Передачи маяка объявляют о существовании Сеть 802.11 через равные промежутки времени. Кадры маяка несут информацию о параметрах BSS и кадрах, буферизованных точками доступа, поэтому мобильные станции должны слушать маяки.Маяк Интервал, показано на рисунке 4-23, это 16-битное поле установлено на количество единиц времени между передачами маяка. Одноразовая единица, которая часто сокращенно TU, составляет 1024 микросекунды (мс), что составляет около 1 миллисекунда. [] Единицы времени также могут называться киломикросекундами в различная документация (км или км). Это обычное дело для маяка интервал должен быть установлен на 100 единиц времени, что соответствует интервал между передачами радиобуя примерно 100 миллисекунды или 0.1 секунда.

Рисунок 4-23. Поле Beacon Interval

16-битное поле информации о возможностях (рисунок 4-24) используется в передаче Beacon для рекламы сети возможности. Информация о возможностях также используется в запросе зонда. и кадры ответа зонда. В этом поле каждый бит используется как флаг для рекламы определенной функции сети. Станции используют объявление о возможностях, чтобы определить, могут ли они поддерживать все функции в BSS.Станции, которые не реализуют все функции в объявлении о возможностях не допускаются присоединиться.

Рисунок 4-24. Поле информации о возможностях

ESS / IBSS

Эти два бита являются взаимоисключающими. Набор точек доступа поле ESS на 1 и поле IBSS на 0, чтобы указать, что точка доступа является частью инфраструктуры сети. Станции в IBSS устанавливают для поля ESS значение 0, а для поля IBSS. к 1.

Конфиденциальность

Установка бита конфиденциальности в 1 требует использования WEP для конфиденциальность. В инфраструктурных сетях передатчик это точка доступа. В IBSS передача маяка должна быть обрабатывается станцией в IBSS.

Короткая преамбула

Это поле было добавлено в 802.11b для поддержки высокоскоростного DSSS PHY. Установка в 1 означает, что сеть использует краткую преамбулу, как описано в главе 12.Ноль означает вариант не используется и запрещен в BSS. 802.11g требует использование короткой преамбулы, поэтому в этом поле всегда устанавливается значение 1 в сеть, построенная на стандарте 802.11g.

PBCC

Это поле было добавлено в 802.11b для поддержки высокоскоростного DSSS PHY. Когда он установлен на 1, это означает, что сеть использует модуляцию пакетного двоичного сверточного кодирования схема, описанная в главе 12, или более высокоскоростной 802.Модуляция PBCC 11g, описанная в главе 14. Ноль означает, что опция не используется и запрещена в BSS.

Channel Agility

Это поле было добавлено в 802.11b для поддержки высокой скорости DSSS PHY. Когда он установлен в единицу, это означает, что сеть использует параметр «Гибкость канала», описанный в главе 12. Ноль означает, что параметр не используется и запрещен в BSS.

Время короткого интервала (802.11g)

Этот бит установлен в единицу, чтобы указать на использование более короткое время слота, поддерживаемое 802.11g, которое обсуждается в Глава 14.

DSSS-OFDM (802.11g)

Этот бит установлен в единицу, чтобы указать, что необязательный Используется конструкция кадра DSSS-OFDM в 802.11g.

Биты опроса без конкуренции

Станции и точки доступа используют эти два бита как метка.Значения этикеток показаны в Таблице 4-4.

Таблица 4-4. Интерпретация битов опроса в Capability Информация

CF-Pollable

CF-Poll Request

Интерпретация

0

Станция не поддерживает опрос

0

1

Станция поддерживает опрос, но делает не требует включения в список для голосования

1

0

Станция поддерживает опрос и запрашивает позицию в списке для голосования

1

1

Станция поддерживает опрос и просит, чтобы он никогда не опрашивался (приводит к тому, что станция обрабатывается как будто он не поддерживает бесконфликтный операции)

Точка доступа использование

0

0

Точка доступа не реализована функция координации точки

0

1

Точка доступа использует PCF для доставки но не поддерживает опрос

1

0

Точка доступа использует PCF для доставки и опрос

1

1

Зарезервировано; неиспользуемый

Мобильные станции используют текущий адрес точки доступа поле, показанное на рисунке 4-25, чтобы указать MAC-адрес. адрес точки доступа, с которой они связаны.Этот поле используется для облегчения ассоциаций и повторных ассоциаций. Станции передать адрес точки доступа, обработавшей последний ассоциация с сетью. Когда создается ассоциация с другой точкой доступа это поле можно использовать для передачи ассоциацию и получить любые буферизованные кадры.

Рисунок 4-25. Поле текущего адреса точки доступа

Для экономии заряда батареи станции могут отключать антенные блоки 802.11 сетевых интерфейсов. Пока станции в спящем режиме точки доступа должны буферизовать для них кадры. Бульдозерные станции периодически просыпаться, чтобы послушать сообщения о дорожной обстановке, чтобы определить есть ли в точке доступа какие-либо буферизованные кадры. Когда станции связать с точкой доступа, часть сохраненных данных является Интервал прослушивания , который представляет собой количество интервалов маяка, которые станции ждут между прослушиванием кадров маяков. Слушайте Интервал, показанный на рисунке 4-26, позволяет мобильным станциям чтобы указать, как долго точка доступа должна хранить буферизованные кадры.Более высокие интервалы прослушивания требуют больше памяти точки доступа для кадра буферизация. Точки доступа могут использовать эту функцию для оценки ресурсы, которые потребуются и могут отказаться от ресурсоемких ассоциации. Интервал прослушивания описан в главе 8.

Рисунок 4-26. Поле интервала прослушивания

Идентификатор ассоциации, показанный на рисунке 4-27, является 16-битным полем. Когда станции связываются с точкой доступа, им назначается Идентификатор ассоциации для помощи в функциях контроля и управления.Даже хотя 14 бит доступны для использования при создании идентификаторов ассоциации, они колеблются только от 1 до 007. Чтобы поддерживать совместимость с Поле Duration / ID в заголовке MAC, два старших бита установлены на 1.

Рисунок 4-27. Поле идентификатора ассоциации

Поле отметки времени, показанное на рисунке 4-28, позволяет синхронизировать между станциями в BSS. Главный хронометрист для BSS периодически передает количество микросекунд, которое было активный.Когда счетчик достигает своего максимального значения, он начинает цикл. (Обертки счетчика маловероятны, учитывая время, необходимое для обернуть 64-битный счетчик. Через 580000 лет я бы сделал ставку на требуется или два исправления перед оберткой счетчика.)

Рисунок 4-28. Поле отметки времени

Станции могут отправлять сообщения об отключении или деаутентификации кадры в ответ на трафик, когда отправитель должным образом не присоединился к сети. Часть кадра — это 16-битный код причины. поле, показанное на рисунке 4-29, чтобы указать, что отправитель сделал неправильно.В таблице 4-5 показано, почему некоторые коды причин генерируются. Полное понимание использования разума коды требует понимания различных классов фреймов и состояния станции 802.11, которые обсуждаются в разделе «Передача кадров, ассоциация и аутентификация Состояния.»

Рисунок 4-29. Поле кода причины

Таблица 4-5. Коды причин

Код

Пояснение

0

Зарезервировано; не используется

1

Не указано

2

Предварительная аутентификация не действующий

3

Станция вышла из основной службы области или расширенной области обслуживания и деаутентификация

4

Таймер бездействия истек и станция была отключена

5

Отключена из-за недостаточной ресурсы в точке доступа

6

Неправильный тип или подтип кадра получено с неаутентифицированной станции

7

Неверный тип или подтип кадра получено с несвязанной станции

8

Станция вышла из основной службы области или расширенной области обслуживания и разъединенный

9

Ассоциация или повторная ассоциация запрашивается до завершения аутентификации

10 (802.11h)

Отключено по причине недопустимые значения мощности элемент

11 (802.11h)

Отключено из-за недопустимые значения в поддерживаемых каналах элемент

12

Зарезервировано

13 (802.11i)

Неверный информационный элемент (добавлен с 802.11i, и, вероятно, один из данных 802.11i элементы)

14 (802.11i)

Проверка целостности сообщения отказ

15 (802.11i)

4-стороннее квитирование тайм-аут

16 (802.11i)

Групповое рукопожатие клавиш тайм-аут

17 (802.11i)

Информация о четырехстороннем квитировании элемент имеет параметры безопасности, отличные от исходных набор параметров

18 (802.11i)

Неверная группа шифр

19 (802.11i)

Неверно попарно шифр

20 (802.11i)

Неверная аутентификация и ключ Протокол управления

21 (802.11i)

Неподдерживаемая надежная защита Элемент сетевой информации (RSN IE), версия

22 (802.11i)

Недействительные возможности в RSN информационный элемент

23 (802.11i)

аутентификация 802.1X отказ

24 (802.11i)

Предлагаемый набор шифров отклонен из-за в настроенную политику

25-65,535

Зарезервировано; неиспользованный

Коды состояния указывают на успешность или неудачу операция. Поле кода состояния, показанное на рис. 4-30, равно 0, когда операция успешно и ненулевое значение в случае неудачи.В таблице 4-6 показаны коды состояния. которые были стандартизированы.

Рисунок 4-30. Поле кода состояния

Таблица 4-6. Коды состояния

Код

Пояснение

0

Операция завершена успешно

1

Неустановленный отказ

2-9

Зарезервировано; неиспользуемый

10

Запрошенный набор возможностей слишком велик широкий и не может быть поддержан

11

В повторной ассоциации отказано; прежний ассоциация не может быть идентифицирована и передано

12

В ассоциации отказано по причине не указан в 802.11 стандартный

13

Запрошенный алгоритм аутентификации не поддерживается

14

Неожиданная последовательность аутентификации номер

15

Аутентификация отклонена; в не удалось ответить на запрос

16

Аутентификация отклонена; следующий кадр в последовательности не прибыл в ожидаемый окно

17

Связь запрещена; доступ точка ограничена ресурсами

18

Связь запрещена; мобильный станция не поддерживает все скорости передачи данных, требуемые ОНБ

19 (802.11b)

В объединении отказано; мобильный станция не поддерживает краткую преамбулу опция

20 (802.11b)

Связь запрещена; мобильный станция не поддерживает модуляцию PBCC опция

21 (802.11b)

Связь запрещена; мобильный станция не поддерживает Channel Agility опция

22 (802.11h)

В объединении отказано; Спектр Требуется управление

23 (802.11h)

Связь запрещена; Власть Недопустимое значение возможностей

24 (802.11h)

Связь запрещена; Поддерживается Каналы не принимаются

25 (802.11g)

В объединении отказано; мобильный станция не поддерживает Short Slot Time

26 (802.11g)

Связь запрещена; мобильный станция не поддерживает DSSS-OFDM

27-39

Зарезервировано

40 (802.11i)

Информационный элемент не действующий

41 (802.11i)

Групповой (широковещательный / многоадресный) шифр недействителен

42 (802.11i)

Парный (одноадресный) шифрование не действующий

43 (802.11i)

Аутентификация и управление ключами Протокол (АКМП) недействителен

44 (802.11i)

Надежная сеть безопасности версия информационного элемента (RSN IE) не с опорой

45 (802.11i)

Возможности RSN IE не с опорой

46 (802.11i)

Набор шифров отклонен из-за полис

47-65,535

Зарезервировано на будущее работа по стандартизации

Информационные элементы кадра управления

Информационные элементы являются компонентами переменной длины кадры управления.Общий информационный элемент имеет идентификационный номер, length и компонент переменной длины, как показано на рисунке 4-31. Стандартизированные значения для Идентификационный номер элемента показан в Таблице 4-7.

Рисунок 4-31. Информационный элемент общего кадра управления

Таблица 4-7. Информационные элементы

4

11-150003

не используется

Тихий

Идентификатор элемента

Имя

0

Идентификатор набора услуг (SSID)

1

Поддерживаемые тарифы

2

Набор параметров FH

3

Набор параметров CF

5

Карта индикации трафика (TIM)

6

Набор параметров IBSS

7 (802.11d)

Страна

8 (802.11d)

Схема скачкообразной перестройки Параметры

9 (802.11d)

Таблица шаблонов перескока

10 (802.11d)

Запрос

16

Текст запроса

17-31

Зарезервировано [] (ранее для расширения текста запроса, ранее 802.11 была аутентификация с общим ключом снято с производства)

32 (802.11h)

Ограничение мощности

33 (802.11h)

Мощность

Контроль мощности передачи (TPC) Запрос

35 (802.11h)

Отчет TPC

36 (802.11h)

Поддерживаемые каналы

37 (802.11h)

Коммутатор каналов Объявление

38 (802.11h)

Запрос на измерение

39 (802.11h)

Отчет об измерениях

41 (802.11h)

IBSS DFS

42 (802.11g)

Информация ERP

43-49

802

98 Зарезервировано

92

Надежная безопасность Сеть

50 (802.11g)

Extended Поддерживается Тарифы

32-255

Зарезервировано; неиспользуемый

221 []

Wi-Fi защищен Доступ

Идентификация набора служб (SSID)

Сетевые менеджеры — всего лишь люди, и обычно они предпочитают работать с буквами, цифрами и именами, а не с 48-битными идентификаторы.Сети 802.11, в самом широком смысле, либо расширенные наборы услуг или независимые BSS. SSID, показанный на рис. 4-32, позволяет администраторам сети для присвоения идентификатора набору услуг. Станции, пытающиеся присоединиться к сети может сканировать область на наличие доступных сетей и присоединиться к сеть с указанным SSID. SSID одинаков для всех основные зоны обслуживания, составляющие расширенную зону обслуживания.

Рисунок 4-32. Информационный элемент Service Set Identity

В некоторых документах SSID упоминается как сеть . имя , потому что сетевые администраторы часто назначают символьная строка к нему.Однако SSID — это просто строка байтов. который маркирует BSSID как принадлежащий более крупной агломерации. Некоторые продукты требуют, чтобы строка была строкой ASCII сорта сада, хотя в стандарте нет требований к содержанию нить.

Во всех случаях длина SSID находится в диапазоне от 0 до 32 байтов. Случай нулевого байта — это особый случай, называемый широковещательный SSID ; используется только в Probe Фреймы запроса, когда станция пытается обнаружить все 802.11 сети в своем районе.

Некоторые скорости передачи данных стандартизированы для беспроводной связи. ЛВС. Информационный элемент Supported Rates позволяет использовать 802.11 сеть, чтобы указать поддерживаемые скорости передачи данных. Когда мобильные станции пытаются подключиться к сети, они проверяют скорость передачи данных, используемую в сеть. Некоторые ставки являются обязательными и должны поддерживаться мобильная станция, в то время как другие не являются обязательными.

Информационный элемент Поддерживаемые ставки показан на Рисунке 4-33.Он состоит из строки байтов. Каждый байт использует семь младших битов для скорости передачи данных; старший бит указывает, соответствует ли скорость передачи данных обязательный. Обязательные скорости кодируются старшим битом установлено значение 1, а дополнительные коэффициенты имеют значение 0. Может быть установлено до восьми значений. закодировано в информационном элементе. Поскольку количество скоростей передачи данных был стандартизирован элемент расширенных поддерживаемых тарифов. для обработки более восьми скоростей передачи данных.

Рисунок 4-33. Информационный элемент поддерживаемых тарифов

В первоначальной редакции спецификации 802.11 семь биты кодировали скорость передачи данных как кратную 500 кбит / с. Новый технологии, особенно усилия ETSI HIPERLAN, потребовали изменения интерпретация. Когда 7 бит используются для кратного 500 кбит / с, максимальная скорость передачи данных, которая может быть закодирована, составляет 63,5 Мбит / с. Исследования и разработки в области технологии беспроводной локальной сети сделали это Скорость достижима в ближайшее время.В результате IEEE изменился интерпретация от кратного 500 кбит / с к простой метке в 802.11b. Ранее стандартизированным ставкам были присвоены ярлыки. соответствует кратному 500 кбит / с, но будущие стандарты могут используйте любое значение. Текущие стандартизованные значения показаны в Таблице 4-8.

Таблица 4-8. Поддерживаемые тарифные метки

11g)

Двоичное значение

Соответствующая ставка (Мбит / с)

2

1

4

2

11 (802.11b)

5.5

12 (802.11g)

6

18 (802.11g)

11

24 (802.11g)

12

36 (802.11g)

18

22 (опционально 802.11g PBCC)

48 (802.11g)

24

66 (802.11g)

33 (опционально 802.11g PBCC)

72 (802.11g)

36

96 (802.11g)

48

11g)

54

В качестве примера на рис. 4-33 показано кодирование две скорости передачи данных. Услуга 2 Мбит / с является обязательной, а услуга 11 Мбит / с — обязательной. поддерживается. Это кодируется как обязательная скорость 2 Мбит / с и дополнительная скорость 11 Мбит / с.

Информационный элемент набора параметров FH, показанный на Рисунок 4-34, содержит все параметры, необходимые для присоединения к 802.11 со скачкообразной перестройкой частоты сеть.

Рисунок 4-34.Информационный элемент набора параметров FH

Набор параметров FH имеет четыре поля, которые однозначно определяют Сеть 802.11 на основе скачкообразной перестройки частоты. Глава 12 описывает эти идентификаторы в глубина.

Время ожидания

Сети 802.11 FH переключаются с канала на канал. В количество времени, затрачиваемого на каждый канал в последовательности переключения называется временем пребывания . Выражается в единицах времени (ЕД).

Набор скачков

Несколько шаблонов скачкообразного изменения определены стандартом 802.11 со скачкообразной перестройкой частоты PHY. Это поле, состоящее из одного байта, определяет набор используемых шаблонов хмеля.

Шаблон скачкообразного изменения

Станции выбирают один из шаблонов скачкообразного изменения установленный. Это поле, также состоящее из одного байта, определяет скачкообразный переход. образец в использовании.

Индекс перехода

Каждый шаблон состоит из длинной последовательности каналов хмель.Это поле, состоящее из одного байта, определяет текущую точку. в последовательности прыжков.

Сети 802.11 с прямой последовательностью имеют только один параметр: номер канала, используемого сетью. Высокоскоростной прямой сети последовательностей используют одни и те же каналы и, следовательно, могут использовать одни и те же набор параметров. Номер канала кодируется одним байтом, как показано на рисунке 4-35.

Рисунок 4-35. Информационный элемент набора параметров DS

Карта индикации трафика (TIM)

Буферные кадры точек доступа для мобильных станций, в которых маломощный режим.Периодически точка доступа пытается доставить буферизованные кадры для спящих станций. Практическая причина для этого договоренность заключается в том, что для включения питания требуется гораздо больше энергии. передатчик, чем просто включить приемник. Дизайнеры 802.11 предусматривает мобильные станции с батарейным питанием; решение периодическая доставка буферизованных кадров на станции была способом продлить время автономной работы маломощных устройств.

Частью этой операции является отправка карты индикации трафика. (TIM) информационный элемент (рисунок 4-36) в сеть для указать, какие станции имеют буферизованный трафик, ожидающий выбора вверх.

Рисунок 4-36. Информационный элемент карты индикации движения

Основой карты индикации движения является виртуальный битовый массив , логическая структура, состоящая из 2008 бит. Каждый бит привязан к идентификатору ассоциации. Когда трафик буферизован для этого идентификатора ассоциации, бит равен 1. Если трафик не с буферизацией, бит, связанный с идентификатором ассоциации, равен 0.

DTIM Count

Это однобайтовое поле представляет собой количество маяков, которые будут передается до следующего кадра DTIM.Кадры DTIM указывают, что буферизованные широковещательные и многоадресные кадры будут доставлен в ближайшее время. Не все кадры маяка являются DTIM кадры.

Период DTIM

В этом однобайтовом поле указывается номер маяка. интервалы между кадрами DTIM. Ноль зарезервирован и не использовал. Счетчик DTIM проходит от периода до 0.

Управление растровым изображением и частичное виртуальное Bitmap

Поле Bitmap Control разделено на два подполя.Бит 0 используется для индикации трафика ассоциации. ID 0, зарезервированный для многоадресного трафика. Остальные семь битов поля Bitmap Control используются для Bitmap Поле смещения.

Для экономии пропускной способности поле Bitmap Offset может использоваться для передачи части виртуального битового массива. В Смещение растрового изображения связано с началом виртуального растрового изображения. Используя смещение растрового изображения и длину, 802.11 станций могут определить, какая часть виртуального растрового изображения включена.

Информационный элемент CF Parameter Set передается в маяках посредством точки доступа, поддерживающие бесконфликтную работу. Бесконфликтный сервис обсуждается в главе 9 из-за его необязательности. природа.

IBSS в настоящее время имеют только один параметр, Окно карты индикации трафика объявлений (ATIM), показанное на Рисунке 4-37. Это поле используется только в кадрах IBSS Beacon.Указывает количество единиц времени (ЕД). между кадрами ATIM в IBSS.

Рисунок 4-37. Информационный элемент набора параметров IBSS

Первоначальные спецификации 802.11 были разработаны с учетом существующие нормативные ограничения в основных промышленно развитые страны. Вместо того, чтобы продолжать пересматривать спецификация каждый раз, когда добавлялась новая страна, новая спецификация было добавлено, что позволяет сетям описывать нормативные ограничения для новых станций.Основным столпом этого является Страна. информационный элемент, показанный на рисунке 4-38.

Рисунок 4-38. Информационный элемент страны

После заголовка исходного информационного элемента типа / длины, идет идентификатор страны, за которым следует серия трехбайтовых дескрипторы нормативных ограничений. Каждый дескриптор ограничения указывает уникальную полосу, и они не могут перекрываться, поскольку заданный частота имеет только одну максимально допустимую мощность.

Строка страны (3 байта)

Трехсимвольная строка ASCII, указывающая, где находится станция. операционная. Первые две буквы — это код страны ISO. (например, «США» для США). Во многих странах различные внутренние и внешние правила, а третий характер различает их. Когда один набор свод правил распространяется на все среды, третий персонаж — это пробел.Для обозначения внутреннего или наружного только в соответствии с правилами, третий символ может быть установлен на «I» или «О» соответственно.

Номер первого канала (1 байт)

Номер первого канала — это самый нижний субъект канала. к ограничению мощности. Назначение номера канала для каждого PHY обсуждается в соответствующей главе.

Количество каналов (1 байт)

Размер полосы, на которую распространяется ограничение мощности, составляет обозначается количеством каналов.Размер канала PHY-зависимый.

Максимальная мощность передачи (1 byte)

Максимальная мощность передачи, выраженная в дБм.

Pad (1 байт; необязательно)

Размер информационного элемента должен быть четным количество байтов. Если длина информационного элемента равна нечетное количество байтов, один байт нулей добавляется как площадка.

Параметры шаблона скачкообразного изменения и таблица шаблонов скачкообразного изменения

Первоначальная спецификация скачкообразного изменения частоты 802.11, описанный в главе 11, был построен вокруг нормативных ограничений, действующих во время его проектирования. Эти два элемента могут быть использованы для построения скачкообразного паттерна, соответствующего с нормативными ограничениями в других странах, что позволяет дальнейшее внедрение PHY со скачкообразной перестройкой частоты без необходимости дополнительная редакция спецификации.

В кадрах зондирующего запроса информация запроса элемент используется, чтобы запросить у сети определенную информацию элементы. Информационный элемент запроса имеет тип / длину заголовок, за которым следует список целых чисел с номерами запрашиваемые информационные элементы (Рисунок 4-39).

Рисунок 4-39. Элемент информации запроса

Система аутентификации с общим ключом, определенная стандартом 802.11 требует, чтобы мобильная станция успешно расшифровала зашифрованный вызов.Запрос отправлен с использованием текста запроса. информационный элемент, показанный на Рисунке 4-40.

Рисунок 4-40. Информационный элемент Challenge Text

Информационный элемент Power Constraint используется для разрешения сеть для описания максимальной мощности передачи станций. В в дополнение к нормативному максимуму может быть еще один максимум в эффект. Единственное поле, однобайтовое целое число, — это количество децибелы, на которые любое локальное ограничение снижает нормативную максимум.Если, например, нормативная максимальная мощность составляла 10 дБмВт, но этот информационный элемент содержал значение 2, тогда станция установит максимальную мощность передачи на 8 дБм (рисунок 4-41).

Рисунок 4-41. Информационный элемент ограничения мощности

Станции 802.11 питаются от батарей и часто имеют радио, которые не так эффективны, как точки доступа, отчасти потому, что обычно нет необходимости в мобильных клиентских устройствах для передачи на большой мощности.Информационный элемент Power Capability позволяет станции сообщать свои минимальные и максимальные значения. мощность передачи в целых единицах дБм (рисунок 4-42).

Рисунок 4-42. Информационный элемент мощности передачи

Информационный элемент запроса управления мощностью передачи (TPC) используется для запроса информации управления радиоканалом. Нет связанных данных, поэтому поле длины всегда равно нулю (рис. 4-43).

Рисунок 4-43. Информационный элемент запроса мощности передачи

Чтобы станции знали, как настраивать мощность передачи, полезно знать затухание. по ссылке.Информационные элементы отчета TPC включены в несколько типов кадры управления и включают два однобайтовых поля (рис. 4-44). Первый, мощность передачи, это мощность передачи кадра, содержащего информационный элемент в дБм. Вторая ссылка маржа , представляет собой количество децибел безопасности, которое станция требует. Оба используются станцией для адаптации своего мощность передачи, как описано в главе 8.

Рисунок 4-44. Информационный элемент отчета о мощности передачи

Информационный элемент поддерживаемых каналов аналогичен информационному элементу страны в что он описывает поддиапазоны, которые поддерживаются. После заголовка есть серия дескрипторов поддиапазонов. Дескриптор каждого поддиапазона состоит из номера первого канала, который является самым низким каналом в поддерживаемый поддиапазон, за которым следует количество каналов в поддиапазон (рисунок 4-45).Для Например, устройство, которое поддерживает только каналы с 40 по 52, будет установите номер первого канала на 40, а количество каналов на 12.

Рисунок 4-45. Элемент информации о поддерживаемых каналах

Объявление о переключении каналов

В 802.11h добавлена ​​возможность динамического подключения сетей. переключать каналы. Чтобы предупредить станции в сети о приближающемся изменение канала, кадры управления могут включать переключатель канала Элемент объявления показан на рисунке 4-46.

Рисунок 4-46. Информационный элемент сообщения о переключении каналов

Режим переключения каналов

При изменении рабочего канала происходит сбой. коммуникация. Если в этом поле установлено значение 1, связанные станции должен прекратить передачу кадров, пока переключатель каналов не произошел. Если он установлен на ноль, нет ограничений на передача кадров.

Новый номер канала

Новый номер канала после переключателя.В настоящий момент, нет необходимости, чтобы это поле превышало значение 255.

Счетчик переключений каналов

Можно запланировать переключение каналов. Это поле количество интервалов передачи кадров маяка, которые он будет взять, чтобы сменить канал. Переключение каналов происходит непосредственно перед передача маяка должна начаться. Ненулевое значение указывает количество интервалов маяка для ожидания; ноль указывает, что переключение каналов может произойти без каких-либо дальнейшее предупреждение.

Запрос измерений и отчет об измерениях

Регулярные измерения канала важны для мониторинга канала и мощности настройки. Определены два информационных элемента, позволяющих станциям запрашивать измерения и получать отчеты. Отчеты — это ключ компонент 802.11h, и будет подробно рассмотрен в Раздел «Управление спектром» в главе 8.

Одна из причин развития динамического выбор частоты был необходимостью избежать определенных военных радаров технологии.Чтобы обнаружить присутствие радара или других помех, точка доступа может использовать тихий элемент, показанный на рис. 4-47, для временного отключения вниз по каналу для улучшения качества измерений.

Рисунок 4-47. Тихий информационный элемент

После заголовка следуют четыре поля:

Тихий счет

Планируются тихие периоды. Счетчик — это количество Интервалы передачи маяка до начала периода молчания.Он работает аналогично счетчику переключения каналов. поле.

Тихий период

Тихий период также может периодически планироваться. Если это поле равно нулю, это означает, что нет запланированного молчания периоды. Ненулевое значение указывает количество маяков. интервалы между периодами затишья.

Продолжительность молчания

Периоды молчания не обязательно должны длиться для всего маяка интервал.В этом поле указывается количество единиц времени, в которых длится спокойный период.

Тихое смещение

Тихие периоды не обязательно должны начинаться с Маяк интервал. Поле Offset — это количество единиц времени. после интервала маяка начнется следующий период молчания. Естественно, он должен быть меньше одного интервала маяка.

В инфраструктурной сети точка доступа отвечает за динамический выбор частоты.Независимые сети должен иметь назначенного владельца динамического выбора частоты (DFS) алгоритм. Кадры управления с указанной станции в IBSS может передавать информационный элемент IBSS DFS, показанный на рисунке 4-48.

Рисунок 4-48. Информация о динамическом выборе частоты (DFS) IBSS элемент

После заголовка стоит MAC-адрес станции. отвечает за поддержание информации DFS, а также интервал измерения.Основная часть рамы представляет собой серию карты каналов , которые сообщают, что обнаружено на каждый канал. Карта каналов состоит из номера канала, за которым следуют байтом карты, который имеет следующие поля:

BSS (1 бит)

Этот бит будет установлен, если кадры из другой сети обнаружен в течение периода измерения.

Преамбула OFDM (1 бит)

Этот бит устанавливается, если 802.11 короткая обучающая последовательность обнаружен, но не отслеживается остальной частью Рамка. Сети HIPERLAN / 2 используют ту же преамбулу, но явно не та каркасная конструкция.

Неопознанный сигнал (1 бит)

Этот бит устанавливается, когда принимаемая мощность высокая, но сигнал не может быть классифицирован как другая сеть 802.11 (и, следовательно, установить бит BSS), другая сеть OFDM (и, следовательно, установить бит преамбулы OFDM) или радиолокационный сигнал (и, следовательно, установить бит радара).В стандарте не указано, какой уровень мощности достаточно высокий, чтобы запускать установку этого бита.

Радар (1 бит)

Если во время измерения обнаружен радиолокационный сигнал период, этот бит будет установлен. Радиолокационные системы, которые должны быть обнаруженные определяются регуляторами, а не задачей 802.11 группа.

Неизмеренный (1 бит)

Если канал не был измерен, этот бит будет установлен.Естественно, когда измерения не проводились, ничего нельзя обнаружен в полосе, и предыдущие четыре бита будут установлены на нуль.

802.11g определяет PHY с расширенной скоростью (ERP). Предоставлять Для обратной совместимости был определен информационный элемент ERP, показанный на рис. 4-49. В своем первая итерация, это три битовых флага в одном байте.

Присутствует без ERP

Этот бит будет установлен, если более старый, не 802.Станция 11g соратники в сети. Также может быть установлен при перекрытии сети, не поддерживающие 802.11g, обнаружен.

Используйте защиту

Когда станции не могут работать с данными 802.11g скорости присутствуют, бит защиты установлен в 1. Это обеспечивает обратную совместимость со старыми станциями, так как описано в главе 14.

Режим преамбулы Баркера

Этот бит будет установлен, если станции связанные с сетью не способны на короткое режим преамбулы, описанный в главе 12.

Рисунок 4-49. Информационный элемент ERP

Благодаря значительным улучшениям безопасности в 802.11i, необходимо было разработать способ передачи информации о безопасности информация между станциями. Основным инструментом для этого является Robust Информационный элемент сети безопасности (RSN), показанный на Рисунке 4-50. Есть несколько переменные компоненты, и в некоторых случаях информационный элемент RSN может выйти за пределы размера информационного элемента 255 байты за заголовком.

Версия

Поле версии должно присутствовать. 802.11i определен версия 1. Нулевой зарезервирован, а версии два или больше еще не определены.

Рисунок 4-50. Информация о надежной сети безопасности (RSN) элемент

Набор групповых шифров

После номера версии следует набор групповых шифров. дескриптор. Точки доступа должны выбрать одиночный групповой шифр совместим со всеми связанными станциями для защиты вещания и многоадресные кадры.Разрешен только один групповой шифр.

Длина селектора набора шифров составляет четыре байта. Это начинается с OUI для поставщика и номером для идентификации шифр. Таблица 4-9 показывает стандартизированные наборы шифров. (Значения не показаны в таблица зарезервированы.) OUI, используемый 802.11i, — 00-0F-AC, который используется рабочей группой 802.11.

Таблица 4-9. Наборы шифров

2

95

OUI

Тип набора

Определение

00-0F (802.11)

0

Использовать набор групповых шифров (действительно только для парных шифров)

00-0F-AC

1

WEP-40

00-0F-AC

9 TKIP

00-0F-AC

3

Зарезервировано

00-0F-AC

4

9409 CC

00-0F-AC

5

WEP-104

Производитель OUI

Любое значение

Определяется поставщик

Парные наборы шифров (количество + list)

После группового набора шифров может быть несколько попарно комплекты шифров для защиты одноадресных кадров.Есть двухбайтовый count, за которым следует ряд поддерживаемых дескрипторов шифров. Селектор набора может быть установлен в ноль, чтобы указать поддержку только набор групповых шифров. Нет никаких ограничений, кроме размер информационного элемента, от количества поддерживаемых попарные шифры.

Наборы аутентификации и управления ключами (AKM) (count + list)

Подобно селектору попарного набора шифров, может быть определены несколько типов аутентификации.После подсчета есть серия четырехбайтовых идентификаторов набора. Как и в случае с комплектов шифров, четырехбайтовый идентификатор состоит из OUI и номер категории люкс. Таблица 4-10 показывает стандартные типы аутентификации.

Таблица 4-10. Комплекты аутентификации и управления ключами

OUI

Тип пакета

Аутентификация

Ключ управление

00-0F-AC

1

802.1X или PMK кэширование

Получение ключа из общий главный ключ, как описано в главе 7

00-0F-AC

2

Pre-shared ключ

Ключевые производные от предварительный общий ключ, как описано в главе 7

OUI поставщика

Любой

Зависит от поставщика

Зависит от поставщика

RS

Это двухбайтовое поле состоит из четырех флагов, используемых для опишите, на что способен передатчик, а затем зарезервированные биты, которые должны быть установлены в ноль.

Предварительная аутентификация

AP может установить этот бит, чтобы указать, что она может выполнять предварительная аутентификация с другими точками доступа в сети для перемещения сеансы безопасности вокруг. В противном случае этот бит устанавливается в нуль. Предварительная аутентификация обсуждается в главе 8.

Нет Парная

Этот бит устанавливается, когда станция может поддерживать ручной ключ WEP для широковещательных данных в сочетании с более сильный одноадресный ключ.Хотя при поддержке стандарт, эту конфигурацию не следует использовать, если абсолютно необходимо.

Счетчик парных повторов и групповое воспроизведение Счетчик

Для каждый уровень приоритета определяется новым качеством расширения услуг. Эти биты описывают количество счетчики повторов, поддерживаемые станцией.

Список PMK (количество + список)

Более быстрая передача обслуживания между точками доступа возможна, когда попарный главный ключ кэшируется точкой доступа. Станции могут предоставить список мастер-ключей для AP при ассоциации в попытаться обойти трудоемкую аутентификацию. ПМК кэширование более подробно обсуждается в главе 8.

Информационный элемент Extended Supported Rates действует идентично элементу Поддерживаемые ставки на рис. 4-33, но позволяет Поддерживаемое тело информационного элемента размером до 255 байт.

Защищенный доступ Wi-Fi (WPA)

Защищенный доступ Wi-Fi — это небольшая модификация подмножества 802.11i, предназначенный для более быстрого вывода TKIP на рынок. это идентичен информационному элементу Robust Security Network в Рисунок 4-50, но с следующие изменения:

  • Идентификатор элемента — 221, а не 48.

  • Тег 00: 50: F2: 01, специфичный для WPA, вставляется перед поле версии.

  • Microsoft OUI (00: 50: F2) используется вместо 802.11 OUI рабочей группы.

  • Только один комплект шифров и один комплект аутентификации поддерживается в информационном элементе. Однако многие реализации WPA не следуют это ограничение.

  • TKIP — это шифр по умолчанию, а не CCMP.

  • Предварительная проверка подлинности не поддерживается в WPA, поэтому Бит возможностей предварительной аутентификации всегда равен нулю.

Типы фреймов управления

Фиксированные поля и информационные элементы используются в тело фреймов управления для передачи информации. Несколько видов фреймы управления существуют и используются для различных канальных уровней. функции обслуживания.

Кадры маяка объявляют о существовании сети и являются важная часть многих задач по обслуживанию сети. Они есть передается через регулярные промежутки времени, чтобы мобильные станции могли найти и идентифицировать сеть, а также параметры соответствия для присоединения к сеть.В инфраструктурной сети точка доступа отвечает за передачу кадров маяка. Район, в котором находится Маяк Появление рамок определяет основную зону обслуживания. Все общение в инфраструктура сети осуществляется через точку доступа, поэтому станции в сети должны быть достаточно близко, чтобы слышать Маяки.

На рис. 4-51 показано большинство поля, которые можно использовать в кадре маяка, в том порядке, в котором они появились.Не все элементы присутствуют во всех маяках. Необязательные поля присутствуют только тогда, когда для них есть причина использоваться. Наборы параметров FH и DS используются только тогда, когда базовый физический уровень основан на скачкообразной перестройке частоты или методы прямой последовательности. Только один физический уровень может использоваться в любой точке, поэтому наборы параметров FH и DS взаимно эксклюзивный.

Рисунок 4-51. Кадр маяка

Набор параметров CF используется только в кадрах, сгенерированных точки доступа, поддерживающие PCF, что является необязательным.ТИМ элемент используется только в маяках, генерируемых точками доступа, потому что только точки доступа выполняют буферизацию кадров. Если для страны должны были присутствовать расширения со скачкообразной перестройкой частоты, они последуют за элемент информации о стране. Сети со скачкообразной перестройкой частоты сейчас реже, поэтому я опускаю расширения скачкообразной перестройки частоты для простоты. Аналогично, элемент IBSS DFS находится между Элементы Quiet и TPC Report, если они появятся.

Мобильные станции используют кадры зондирующего запроса для сканирования области на наличие существующих сетей 802.11. В Формат кадра Probe Request показан на Рисунке 4-52. Все поля обязательный.

Рисунок 4-52. Кадр Probe Request

Кадр Probe Request содержит два поля: SSID и скорости, поддерживаемые мобильной станцией. Станции, получающие зонд Запросы используют информацию, чтобы определить, может присоединиться к сети.Для счастливого союза мобильная станция должна поддерживать все скорости передачи данных, требуемые сетью, и должны хотеть присоединиться к сети, идентифицированной SSID. Это может быть установлено на SSID. определенной сети или установить для присоединения к любой совместимой сети. Драйверы которые позволяют картам подключаться к любой сети, используя широковещательный SSID в Probe Запросы.

Если запрос зондирования обнаруживает сеть с совместимым параметры, сеть отправляет кадр ответа зонда.Станция отправивший последний маяк отвечает за входящие зонды. В инфраструктурных сетях эта станция является подъездной точка. В IBSS ответственность за передачу радиомаяков возлагается на распределены. После того, как станция передает маяк, она принимает ответственность за отправку кадров ответа зонда для следующего маяка интервал. Формат кадра Probe Response показан на Рисунке 4-53. Некоторые поля в рамы взаимоисключающие; те же правила применяются к зонду Кадры ответа как кадры маяка.

Рисунок 4-53. Кадр Probe Response

Кадр Probe Response содержит все параметры в Кадр маяка, который позволяет мобильным станциям согласовывать параметры и присоединяйтесь к сети. Кадры Probe Response могут безопасно не включать TIM элемент, потому что станции, отправляющие зонды, еще не связаны и таким образом, не нужно знать, какие ассоциации имеют буферизованные кадры ожидание в точке доступа.

Карта индикации трафика объявлений IBSS (ATIM)

IBSS не имеют точек доступа и поэтому не могут полагаться на точках доступа для буферизации.Когда станция в IBSS имеет буферизованные кадры для приемника в режиме низкого энергопотребления, он отправляет ATIM фрейм в период доставки, чтобы уведомить получателя, что он буферизованные данные. См. Рис. 4-54.

Рисунок 4-54. Кадр ATIM

Дезассоциация и деаутентификация

Кадры диссоциации используются для завершения отношения ассоциации, и Кадры деаутентификации используются для завершения аутентификационных отношений. Оба кадры включают одно фиксированное поле, код причины, как показано на Рисунок 4-55.Конечно, Поля управления кадром различаются, потому что подтип различает между различными типами фреймов управления. Версии 802.11 не нужно было менять формат, но многие добавили новую причину коды.

Рисунок 4-55. Кадры разъединения и деаутентификации

После того, как мобильные станции идентифицируют совместимую сеть и аутентифицироваться в нем, они могут попытаться присоединиться к сети, отправив кадр запроса ассоциации.Формат запроса на ассоциацию рамка показана на Рисунке 4-56.

Рисунок 4-56. Кадр запроса ассоциации

Поле информации о возможностях используется для указания типа сети, к которой хочет присоединиться мобильная станция. Перед точкой доступа принимает запрос ассоциации, он проверяет, что возможность Информация, SSID и (расширенные) поддерживаемые тарифы соответствуют параметры сети. Точки доступа также отмечают прослушивание Интервал, который описывает, как часто мобильная станция слушает Кадры маяка для мониторинга TIM.Станции, поддерживающие спектр руководство будет иметь информацию о мощности и возможностях каналов элементы, а станции, обеспечивающие безопасность, будут иметь RSN информационный элемент.

Мобильные станции, перемещающиеся между основными зонами обслуживания в пределах та же расширенная зона обслуживания должна повторно ассоциироваться с сетью перед повторным использованием системы распределения. Станциям также может понадобиться для повторной ассоциации, если они покидают зону покрытия точки доступа временно и присоединиться к нему позже.См. Рис. 4-57.

Рисунок 4-57. Кадр запроса на повторное связывание

Запросы на связывание и повторное связывание отличаются только тем, что Запрос на повторное присоединение включает адрес мобильной станции текущая точка доступа. Включение этой информации позволяет новому точка доступа, чтобы связаться со старой точкой доступа и перенести данные ассоциации. Передача может включать кадры, которые были буферизованы. на старой точке доступа.

Ответ ассоциации и ответ повторной ассоциации

Когда мобильные станции пытаются установить связь с точка доступа, точка доступа отвечает Ответом на ассоциацию или кадр ответа повторной ассоциации, показанный на рисунке 4-58.Эти два отличаются только поле подтипа в поле Frame Control. Все поля обязательный. В рамках ответа точка доступа назначает Идентификатор ассоциации. Как точка доступа назначает идентификатор ассоциации зависит от реализации.

Рисунок 4-58. (Re) Кадр ответа ассоциации

В начале сети 802.11 станции аутентифицировались с использованием общего ключа и обмена кадрами аутентификации, которые показаны на рис. 4-59.С 802.11i, общий аутентификация по ключу была сохранена в стандарте, но сделана несовместимой с новыми механизмами безопасности. Если станция использует общий ключ аутентификации, не будет разрешено использовать сильную безопасность протоколы, описанные в главе 8.

Рисунок 4-59. Кадры аутентификации

Могут сосуществовать разные алгоритмы аутентификации. В Поле Номер алгоритма аутентификации используется для алгоритма выбор. Процесс аутентификации может включать несколько этапов. (в зависимости от алгоритма), поэтому для каждого фрейм при аутентификационном обмене.Код состояния и вызов Текст по-разному используется разными алгоритмами; подробности обсуждается в главе 8.

802.11h добавлена ​​поддержка кадров действий, которые запускают измерения. Эти кадры будут подробно описано в разделе «Управление спектром» главы 8.

Фазовый сдвиг в трансформаторе звезда-треугольник — значение и объяснение

Фазовый сдвиг — это угловое смещение между максимальным положительным значением переменных величин, имеющих одинаковую частоту.Другими словами, угловое смещение между высоковольтным и низковольтным выводом и соответствующими нейтральными точками (действительными или мнимыми), выраженное по отношению к высоковольтной стороне, известно как фазовый сдвиг (или сдвиг) трансформатора.

Отсутствует фазовый сдвиг между трехфазным трансформатором звезда-звезда и треугольник-треугольник. Большая часть силового трансформатора подключена по схеме звезда-треугольник или треугольник. В трансформаторах такого типа, даже в нормальном рабочем состоянии, межфазные напряжения и межфазное напряжение на стороне высокого напряжения смещены от соответствующего напряжения на стороне низкого напряжения.Точно так же ток с двух сторон смещается.

Рассматривается трехфазный трансформатор со звездой-треугольником с Y-соединением первичной стороны и соединением вторичной обмотки в треугольник, как показано на рисунке ниже. Маркировка полярности указана на каждой фазе. Точки на обмотках указывают на выводы, которые являются положительными одновременно с выводами без точек.

Фазы на сторонах звезды обозначены как A, B, C, а фазы на стороне треугольника обозначены как a, b, c.Маркировка указана на схеме, соответствующей соединениям + 90º, в которых положительные последовательности на стороне треугольника опущены на 90º, что соответствует стороне звезды. Таким образом, линейные токи протекают через фазы а и А.

Альтернативный способ — обозначить дельту как b → a, c → b и a → c; Таким образом мы получаем стандартное соединение yd 1 , -30º. Если полярности на стороне треугольника также поменяны местами, мы имеем стандартное соединение yd 11 , 30º. Y d11 используются для линейного напряжения, а yd 1 используются для линейных токов и фазного напряжения (между фазой и нейтралью).Коэффициент линейного преобразования принимается равным единице.

Напряжения прямой и обратной последовательности на первичной (звезда) и вторичной (треугольник) сторонах трансформатора показаны ниже. Когда поток мощности меняется на противоположный, и дельта трансформатора действует как первичная, а звезда — как вторичная, тогда вектор напряжения не изменяется, но все векторы тока инвертируются.


Таким образом, величина фазового сдвига одинакова для компонентов прямой и обратной последовательности.Направление сдвига фаз в случае обратной последовательности фаз является обратным тому, что применяется к компоненту прямой последовательности фаз (из-за обратной последовательности фаз).

Величина и направление фазового сдвига зависят от группы трансформатора и распределения опорных фаз. Фазовый сдвиг величин нулевой последовательности не нужно учитывать в трансформаторе звезда-треугольник, потому что токи нулевой последовательности не протекают в линиях на стороне, соединенной треугольником.

[PDF] Неблокирующие сети с обменом в случайном порядке на основе AWG

ПОКАЗЫВАЕТ 1-10 ИЗ 50 ССЫЛОК

СОРТИРОВАТЬ ПО РелевантностиСамые популярные статьи Недавность

Неблокирующие сети закрытия на основе AWG

Цель данной статьи — показать, что модульная структура сетей Clos является инвариантным по отношению к технологическим изменениям, и доказано, что условие переупорядочиваемой неблокируемости (RNB) и назначения маршрутов в этих трехступенчатых сетях на основе AWG согласуются с таковыми в классических сетях Clos.Развернуть
  • Посмотреть 15 выдержек, справочная информация

Многоадресная маршрутизация и назначение длин волн в сетях Clos на основе AWG

В этой статье доказывается, что эту проблему можно решить путем циклического сдвига индексов длин волн в каждой подсети, что дает ключ к рекурсивному маршрутизировать многоадресные запросы неблокирующим и бесконфликтным образом в разложенной широковещательной сети Clos на основе AWG. Развернуть
  • Просмотреть 2 выдержки, справочная информация

Архитектуры оптических соединений на основе случайного обмена на основе AWG

В данной статье исследуется сеть межсоединений при случайном обмене оптическими соединениями на основе решетчатых волноводов (AWG).Он предлагает реализации сети, подходящие для использования в оптических… Развернуть

  • Посмотреть 27 выдержек, справочную информацию и методы

Неблокирующие переключатели WDM на основе решетчатых волноводов и преобразования общей длины волны

  • А. Паттавина, R. Zanzottera
  • Computer Science
  • Proceedings IEEE INFOCOM 2006. 25-я Международная конференция IEEE по компьютерным коммуникациям
  • 2006
В этой статье предлагаются новые решения для создания оптических переключателей WDM, использующих только массивные волноводные решетки и преобразователи длины волны, а также определяются одиночные- этапов архитектуры OXC и выводит их неблокирующие условия, рассматривая две разные модели запроса соединения для световых путей, которые должны быть установлены через коммутатор.{2} $, где N — количество длин волн в AWGR. Развернуть
  • Просмотреть 1 отрывок, справочная информация

Безопасный доступ к устаревшим веб-приложениям с помощью Okta

Введение

Традиционные веб-приложения предшествуют современным стандартам, таким как SAML и OpenID Connect, поэтому они часто используют устаревшие методы аутентификации для предоставления доступа конечным пользователям. Исторически для обеспечения единого входа и централизованного управления доступом для конечных пользователей в этих устаревших приложениях требовался продукт управления веб-доступом, или WAM.Эти локальные программные инструменты могут быть дорогими в обслуживании и сложными в развертывании. С Okta организации могут защищать как локальные, так и облачные приложения от одного поставщика удостоверений. В этом техническом документе описывается, как веб-приложения, не поддерживающие современные стандарты, могут быть интегрированы в облачную архитектуру Identity-as-a-service.

Поддержка устаревших методов аутентификации с Okta

В Okta нашими клиентами являются самые инновационные, дальновидные и смелые предприятия в своих отраслях.Они обращаются к Okta для безопасного подключения своих сотрудников, партнеров и клиентов к любой технологии, а Okta создана для управления доступом к тысячам приложений и ресурсов прямо из коробки. Независимо от того, насколько инновационной может быть организация, зрелые предприятия неизбежно имеют унаследованные ресурсы, которые полагаются на технологии предыдущего поколения. Аутентификация — это одна из областей, где сохраняются старые модели; критически важные бизнес-приложения используют старые подходы к аутентификации, которые закрыты и неэффективны.Предприятиям необходимо обеспечить беспрепятственный и безопасный доступ к каждому приложению или ресурсу, поэтому он должен поддерживать унаследованные и современные технологии. В этом техническом документе описывается, как организации могут решить эту проблему, упростив архитектуру интеграции.

Как мы сюда попали

В 1990-х годах многие компании столкнулись с проблемой: с распространением веб-приложений на предприятии, доступ конечных пользователей стал трудноуправляемым, а плохое взаимодействие с пользователем препятствовало их внедрению.Не существовало повсеместного стандарта аутентификации, который хорошо работал бы для веб-приложений, поэтому многие организации обратились к решениям Web Access Management (WAM), таким как CA SiteMinder, Oracle Access Manager и IBM Tivoli Access Manager, для управления аутентификацией и авторизацией корпоративных ресурсов. Инструменты WAM обеспечивают единый вход, централизованное управление политиками, а также возможности отчетности и аудита для веб-приложений.

В конце 2000-х произошли две вещи: федеративные стандарты аутентификации, такие как Security Assertion Markup Language (SAML) и более поздний OpenID Connect (OIDC), приобрели популярность, а SaaS, PaaS и IaaS начали набирать популярность на предприятии.Именно тогда Identity-as-a-Service (IDaaS) появился в качестве альтернативного подхода с облачным мостом к облаку и облегченной интеграцией каталогов. Используя мощь стандартов федерации и преимущества модели облачных сервисов, IdaaS может обеспечить удобство работы пользователей с веб-приложениями без необходимости в дорогостоящем развертывании или обслуживании инфраструктуры.

Этот сдвиг продолжился, и теперь многие организации начинают централизовать свои программы управления идентификацией и доступом (IAM) вокруг IDaaS, перемещая центр тяжести контроля доступа в облако.В то же время предприятия по-прежнему зависят от устаревших приложений, поэтому современная архитектура IAM не может их игнорировать. Предприятиям необходимо модернизировать локальные приложения или внедрить решения, обеспечивающие более прямую интеграцию с IDaaS.

В Okta мы предлагаем подходы, которые предприятия могут использовать для централизации контроля доступа и видимости в устаревших и облачных приложениях, а также обеспечить удобство работы конечных пользователей при минимизации локальной инфраструктуры.

Управление веб-доступом или WAM

Обычно считается, что существует две традиционные модели WAM: на основе прокси и на основе агента или подключаемого модуля.Подход на основе прокси-сервера направляет весь веб-трафик через диспетчер сетевого трафика, где HTTP-запросы могут быть отклонены или предоставлены на основе политик. Эта модель представила дополнительный сетевой компонент, но она предлагает детальный контроль доступа на уровне протокола без установки какого-либо программного обеспечения. При подходе на основе агентов агенты устанавливаются на каждое приложение или веб-сервер. Эти плагины перехватывают HTTP-запросы, обращаются к централизованному серверу политик и применяют правила доступа перед ответом. Такой подход устраняет необходимость направлять весь трафик через прокси, но несет бремя необходимости установки, обновления и управления проприетарными агентами на каждом сервере приложений в вашей среде.

Напротив, современные стандарты, такие как SAML и OIDC, используют подход на основе токенов. В этой модели поставщик удостоверений предоставляет токен приложению (поставщику услуг), например веб-токен JSON (JWT) или полезные данные SOAP, с информацией о пользователе. В SAML, например, токен представляет собой утверждение SAML, сообщение веб-службы на основе SOAP, подписанное поставщиком удостоверений, которое содержит утверждения о пользователе, которые код приложения может использовать для принятия решений о доступе. Модель токена использует зашифрованный контекст браузера конечного пользователя для обмена информацией между поставщиком удостоверений (IdP) и поставщиком услуг (SP), то есть приложением.Природа этой модели исключает необходимость прямого взаимодействия IdP и SP, поэтому не требуются сетевые изменения, не требуются агенты и нет необходимости маршрутизировать трафик через прокси. Эти преимущества способствовали появлению и росту популярности SAML и OIDC, а традиционные модели WAM сейчас выходят из моды.

Однако приложения необходимо модифицировать для поддержки SAML или OIDC. Поскольку модернизация этих устаревших приложений конкурирует с другими приоритетами предприятия, этого не произойдет немедленно или полностью.Результат: непересекающаяся архитектура. Новые приложения поддерживают современные стандарты, а старые — нет. ИТ-администраторы должны согласовать эти два мира с помощью единой архитектуры идентификации, чтобы реализовать потенциал IAM.

Шаблоны аутентификации

Если вашей высокоуровневой целью является управление идентификацией и доступом для всех ваших приложений, хорошей отправной точкой является понимание шаблонов аутентификации, используемых в вашей организации. В Okta мы видели, что веб-приложения используют один из следующих методов для аутентификации конечного пользователя:

Современные методы

Современные методы включают:

Аутентификация на основе форм — В этом шаблоне используется настраиваемая страница для ввода имени пользователя и пароля конечного пользователя для аутентификации пользователя.Okta изначально поддерживает аутентификацию на основе форм с помощью нашего плагина Secure Web Authentication

.

SAML или федерация на основе WS-Fed — Этот шаблон позволяет конечным пользователям проходить аутентификацию у поставщика удостоверений, который выдает маркеры безопасности, которые конечный пользователь может использовать для доступа к другим службам и приложениям. Okta изначально поддерживает SAML и WS-Fed. Вы можете узнать больше об Okta и SAML на сайте разработчиков Okta.

Федерация на основе OIDC — Этот шаблон является современной версией SAML.Он позволяет конечным пользователям аутентифицироваться для обслуживания и предоставляет средства для безопасного обмена идентификационной информацией между службами. Okta изначально поддерживает OIDC. Вы можете узнать больше об Okta и OIDC на сайте разработчиков Okta.

Унаследованные паттерны

Без аутентификации — Это также известно как анонимный доступ. В этом шаблоне любой может получить доступ к сайту без предварительной аутентификации. Для веб-приложений, предназначенных для общего доступа, это нормально, но иногда эти страницы требуют большей безопасности.В таких случаях Okta рекомендует клиентам повысить безопасность, принудительно установив аутентификацию и разрешив доступ к приложению только аутентифицированным пользователям.

Аутентификация на основе заголовков — Система управления доступом в Интернет предлагает конечному пользователю пройти аутентификацию, а затем вводит идентификационные данные в заголовки HTTP в браузере пользователя для использования защищенным приложением. Общие системы WAM включают CA Siteminder, Oracle Access Manager и Tivoli Access Manager. Okta рекомендует перейти на современную архитектуру на основе прокси, чтобы приспособиться к этому шаблону.

Аутентификация на основе сертификата клиента — Этот шаблон использует сертификат PKI для аутентификации конечного пользователя в приложении. Это поддерживается большинством веб-серверов изначально, но также может быть реализовано с помощью системы WAM. Если приложение не может быть модернизировано, Okta рекомендует использовать современную архитектуру на основе прокси для соответствия этому шаблону.

Аутентификация Windows — Этот шаблон также называется аутентификацией Kerberos (в зависимости от используемого протокола).Этот шаблон автоматически регистрирует пользователя, используя активный сеанс домена Windows. Для этого требуются разрешения домена и по умолчанию работает только для внутренних пользователей. Okta рекомендует интегрироваться с архитектурой на основе прокси для обеспечения удаленного доступа к этим приложениям

Авторизация на основе URL — Этот шаблон дополняет шаблоны аутентификации, перечисленные выше. При авторизации URL-адреса система управления веб-доступом оценивает URL-адрес (также известный как область или URI), запрошенный конечным пользователем, на соответствие политике авторизации перед предоставлением доступа к ресурсу.Политика авторизации содержит правила — обычно основанные на группах — для проверки того, должен ли пользователь иметь доступ к ресурсу.

Новые возможности унаследованных приложений

Теперь, когда мы понимаем различные шаблоны, давайте поговорим о том, как подойти к интеграции всех ваших существующих веб-приложений в вашу платформу IAM. Мы использовали следующее дерево решений с клиентами, и оно хорошо зарекомендовало себя. Вот и все, и после прыжка мы пройдем через это.

Процесс принятия решения — шаг за шагом

1.Приложение уже поддерживает современный шаблон?

Определите, поддерживает ли приложение современный стандарт, такой как SAML или OpenID Connect. Большинство корпоративных веб-приложений имеют встроенную возможность SAML, но эту возможность может потребоваться включить, а иногда необходимо приобрести надстройку. После включения этой возможности в приложении используйте встроенную интеграцию с SAML, WS-Fed или OpenID Connect в Okta Integration Network (OIN) для быстрого подключения приложения. Okta имеет более 1000 встроенных интеграций приложений SAML, но если по какой-либо причине интеграция недоступна, создайте свою собственную, используя шаблон WS-Fed или мастер интеграции приложений SAML и OpenID Connect в OIN.(И не забудьте сообщить нам, чтобы мы могли добавить ваше приложение в каталог.)

2. Защищено ли приложение в настоящее время решением WAM?

Возможно, вы уже используете решение WAM, такое как CA Siteminder или Oracle Access Manager, для защиты приложений, не поддерживающих современные стандарты. Если это ваш случай, вы можете перенести свои локальные приложения из WAM в Okta, используя Okta Access Gateway. Шлюз действует как посредник между Okta и локальными ресурсами. На локальной стороне он подключается к приложениям, используя унаследованные шаблоны, которые они поддерживают изначально.На стороне облака шлюз соединяет каждое приложение с Okta, используя стандарты безопасности, широко принятые платформами SaaS. С помощью шлюза мы видели, что клиенты выбирают путь миграции, состоящий из трех поэтапных этапов:

Шаг 1: Интегрируйте Otka с WAM с помощью SAML. Этот шаг обеспечивает глобальный единый вход для пользователей при доступе к приложениям как локально, так и в облаке, а также сдерживает рост WAM, поскольку новые приложения будут напрямую интегрированы в Okta.

Шаг 2: Определите и перенесите локальные приложения из WAM в Okta.На этом этапе клиенты обычно начинают миграцию приложений на основе заголовков и IWA, а затем переходят на приложения на основе агентов. Агенты заменяются шлюзом или другими методами, такими как SAML для WebLogic Server или наша собственная интеграция с такими системами, как E-Business Suite и PeopleSoft. Этот процесс продолжается до тех пор, пока приложения не будут перенесены в Okta.

Шаг 3: Резервное копирование и удаление устаревшего WAM.

3. Поддерживает ли приложение устаревший шаблон аутентификации?

В некоторых организациях есть локальные приложения, которые поддерживают устаревшие шаблоны аутентификации, но не интегрированы в решение WAM.Эти приложения могут быть интегрированы с Okta с помощью Access Gateway так же, как вы переходите с WAM-решения. Единственная разница в этом подходе заключается в том, что вы начинаете настраивать интеграцию, используя приложение и доступ к документации шлюза, а не переходите с устаревшей платформы единого входа.

4. Хотите модернизировать приложение?

В основном это относится к пользовательским веб-приложениям. Если вы хотите модернизировать приложение, просто добавить поддержку SAML или OIDC в ​​существующее веб-приложение.Реализация зависит от платформы и языка разработки, поэтому на сайте разработчиков Okta можно найти множество рекомендаций по наиболее популярным платформам. Модернизация приложений требует времени и усилий, но, возможно, это стоит вложенных средств, если вы уже модернизируете ее из-за бизнес-требований (например, перенос приложения на мобильную платформу).

Сравнение аутентификации (AuthN) и авторизации (AuthZ)

Аутентификация относится к привязке пользователя к учетной записи с использованием некоторых безопасных учетных данных, таких как пароль.Авторизация относится к обеспечению контроля доступа в приложении, и существует три уровня: уровень приложения — когда пользователям разрешено запускать приложение, уровень URL — когда пользователям разрешен доступ к URL-адресам в приложении, и детализированный — когда пользователям разрешено видеть определенные компоненты на странице приложения и взаимодействовать с ними, например, нажимать кнопку или заполнять форму.

Устаревшие инструменты WAM могут обеспечивать очень детальную авторизацию. Обычно они делают это с использованием проприетарных пакетов SDK и протоколов, что делает замену WAM дорогостоящей в сценариях, где требуется детальная авторизация.То есть без модернизации приложения. Поэтому Okta рекомендует учесть эту дополнительную сложность в анализе затрат при определении полной замены WAM для вашей организации.

Собираем все вместе

Итак, как выглядит эта упрощенная интеграционная архитектура Okta? На рисунке 2 ниже показано, как все сочетается друг с другом с помощью Okta Access Gateway.

Это простая архитектура, и в этом суть.Основное преимущество состоит в том, что он объединяет доступ с одним поставщиком удостоверений.

С помощью единого поставщика удостоверений вы можете предоставить конечным пользователям единообразную систему единого входа, независимо от того, получают ли они доступ к локальным приложениям или решениям SaaS. Вы также сокращаете расходы, разрушая инфраструктуру и удаляя устаревшие решения для единого входа, и повышаете безопасность, располагая политиками в одном месте и используя современную облачную многофакторную аутентификацию.

Другие распространенные варианты использования

Безопасный доступ к локальным приложениям извне брандмауэра

Предприятия обычно используют Okta для более 6000 интеграций, встроенных в сеть интеграции Okta.Okta также полностью поддерживает протоколы федерации для дополнительных приложений, которые поддерживают стандарты федерации. Кроме того, в Okta можно легко добавить облачные приложения с любой формой входа в систему. Когда приложения находятся за брандмауэром, аутентификации недостаточно. Пользователи должны получить сетевой доступ к приложению. Это может быть обременительным при стандартном подходе к VPN, требующем от конечного пользователя нескольких шагов.

С Okta Access Gateway конечные пользователи могут один раз пройти аутентификацию в Okta и беспрепятственно получить доступ к локальным приложениям.Эта архитектура расширяет возможности аутентификации Okta для приложений, которые не имеют собственных механизмов аутентификации или не поддерживают аутентификацию на основе заголовков.

Доступ подрядчиков и партнеров к локальным порталам SharePoint

Может оказаться сложной задачей предоставить доступ к SharePoint Server (локально) для внешних пользователей, например подрядчиков или партнеров. Okta может интегрироваться с SharePoint для единого входа через федерацию. Однако для использования определенных модулей SharePoint, таких как функции бизнес-аналитики SharePoint, у пользователей должен быть токен Kerberos.Okta Access Gateway поддерживает обмен утверждениями SAML от Okta до токенов Kerberos, что позволяет использовать полный набор функций в SharePoint. Okta в сочетании с Access Gateway может управлять идентификационными данными подрядчиков или партнеров и обеспечивать многофакторную аутентификацию.

Многофакторная аутентификация для устаревших приложений на IaaS

Предприятия, переводящие локальные серверы на IaaS, должны иметь стратегию защиты доступа к этим ресурсам. Одним из преимуществ перехода на IaaS может быть то, что к сервису будет проще получить доступ из любой сети.Access Gateway может открыть доступ к этим локальным серверам в Интернете. Учитывая большую открытость, хорошей практикой является требование многофакторной аутентификации для доступа к этим службам. Okta может легко добавить многофакторную аутентификацию с помощью программного токена (iOS, Android или Windows Phone), SMS или голоса в качестве факторов.

Единый портал конечного пользователя для всех приложений, локальных и облачных

Портал конечных пользователей Okta создан для того, чтобы конечным пользователям было легко получить доступ ко всем своим приложениям из одного места.Портал настраивается конечными пользователями, что способствует высокому уровню принятия пользователями. Как правило, организации, использующие портал Okta, хотят, чтобы все приложения конечных пользователей были доступны через портал. Okta Access Gateway позволяет пользователю один раз войти в Okta и получить доступ ко всем приложениям, как облачным, так и локальным, в одном месте.

Преимущества этого подхода

• Это решение обеспечивает лучшую интеграцию локальных приложений с Okta без необходимости менять способ работы локального приложения сегодня, предлагая следующие преимущества:

• Использование единого поставщика удостоверений для приложений независимо от того, где они размещены

• Снижение затрат за счет свертывания инфраструктуры идентификации и отказа от устаревших серверов SSO

• Повышение безопасности с помощью унифицированных политик безопасности и адаптивной многофакторной аутентификации

• Снижение рисков для поставщиков за счет миграции устаревших или уже не поддерживаемых решений

Заключение

Используя облако, вы поможете своему бизнесу ускориться и получить важные преимущества перед менее гибкими конкурентами.Конечно, переход не происходит в мгновение ока, поэтому важно поддерживать ваши устаревшие системы в обозримом будущем. Современная платформа управления идентификацией и стратегия интеллектуального управления доступом ускорят эволюцию вашей ИТ-инфраструктуры, устраняя разрыв между надежными локальными приложениями и новыми технологиями, которые вы внедряете.

Узнать больше

Чтобы узнать больше о Okta Access Gateway и о том, как защитить доступ к локальным веб-приложениям, не меняя их работы, посетите наш веб-сайт www.okta.com/products/access-gateway.

Распознавание образов | Нейронная сеть для распознавания образов

Эта статья была опубликована в рамках Data Science Blogathon.

Введение

Что такое распознавание образов?

Распознавание образов — это процесс поиска закономерностей и сходств в данных с использованием данных машинного обучения. Теперь эти сходства можно найти на основе статистического анализа, исторических данных или уже полученных знаний самой машиной.

Узор — это закономерность в мире или в абстрактных понятиях. Если мы говорим о спорте, описание типа будет образцом. Если человек продолжает смотреть видео, связанные с крикетом, YouTube не будет рекомендовать ему обучающие видео по шахматам.

Примеры: Распознавание речи, идентификация говорящего, распознавание мультимедийных документов (MDR), автоматическая медицинская диагностика.

Перед поиском шаблона необходимо выполнить несколько определенных шагов, и первый из них — собрать данные из реального мира.Собранные данные необходимо отфильтровать и предварительно обработать, чтобы система могла извлекать функции из данных. Затем в зависимости от типа данных система выберет подходящий алгоритм из классификации, регрессии и регрессии для распознавания шаблона.

Классификация. При классификации алгоритм присваивает метки данным на основе предварительно определенных функций. Это пример обучения с учителем.

Кластеризация. Алгоритм разбивает данные на несколько кластеров на основе сходства функций.Это пример обучения без учителя.

Регрессия. Алгоритмы регрессии пытаются найти взаимосвязь между переменными и предсказать неизвестные зависимые переменные на основе известных данных. Он основан на обучении с учителем. [2]

Функции могут быть представлены как непрерывные, дискретные или дискретные двоичные переменные. Характеристика — это в основном функция одного или нескольких измерений, вычисляемых для количественной оценки важных характеристик объекта. Эта функция является одним из важнейших компонентов системы распознавания образов.
Пример: рассматривает футбольный мяч, форма, размер, цвет и т. Д. Являются характеристиками футбольного мяча.

Вектор признаков — это набор объединенных вместе объектов.

Пример: В приведенном выше примере футбола, если все характеристики (форма, размер, цвет и т. Д.) Взяты вместе, тогда последовательность будет вектором признаков ([форма, размер, цвет]). Вектор признаков — это последовательность признаков, представленная в виде n-мерного вектора-столбца. В случае речи MFCC (Mel-frequency Cepstral Coefficient) — это спектральные характеристики речи.Последовательность первых 13 признаков формирует вектор признаков. [1]

Особенности распознавания образов

1. Скорость и точность для знакомых высоки

2. Может распознавать незнакомый объект

3. Он способен распознавать разные формы и предметы со всех сторон.

4. Он идентифицирует узоры и объекты, когда они частично скрыты.

5. Во время анализа быстро ловите закономерности автоматически.

Обучение системы распознавания образов

Рис (1): Набор данных

Обучающий набор: Обучающий набор играет важную роль в обучении модели. Программа обрабатывает этот набор данных с помощью правил обучения. Чтобы получить лучший результат, нужно собрать довольно большой набор данных, потому что программа всегда будет давать лучшие результаты с небольшим количеством обучающих данных. Но это может не дать таких же результатов в случае тестового набора данных.Если кто-то создает распознаватель лиц в маске, ему / ей понадобится много изображений людей в маске. Из этого набора данных программа будет собирать необходимую информацию. Как правило, 80% всего набора данных используется в качестве набора данных для обучения.

Набор для проверки: Точная настройка помогает обучить модель. Если для набора обучающих данных точность увеличивается, то выбирается определенная часть данных из набора обучающих данных, которая неизвестна модели, чтобы проверить, что для этого набора данных также увеличивается точность.Если точность набора для валидации не увеличивается, значит, программа переоснащает модель. В этом случае разработчику необходимо проверить значение параметров, или ему, возможно, придется пересмотреть модель.

Тестовый набор: Тестовый набор используется для получения выходных данных модели. После обучения он используется для проверки точности модели. Остальные 20% набора данных используются в качестве тестового набора.

Как это работает?

Рис (2): Пошаговый процесс

Система распознавания образов будет воспринимать некоторые входные данные из реального мира с помощью датчиков.Такая система может работать с любыми типами данных: изображениями, текстами, видео или числами.

После получения некоторой информации на входе алгоритм начинает предварительную обработку данных. Это выделение чего-то интересного на фоне. Например, когда вам дается фотография парка и знакомого лица или любого объекта, привлекающего внимание пользователя, это предварительная обработка.

Пока данные находятся на этапе предварительной обработки, важно отфильтровать шум от основного набора данных.В зависимости от рабочей функции приложения алгоритм фильтрации будет меняться. Например, рассмотрим систему распознавания лиц, в которой система собирает изображения для целей обучения.

Для обработки данных он сначала преобразует изображения из RGB в оттенки серого. Кроме того, системе не нужны другие области, кроме лица. Таким образом, чтобы отфильтровать нежелательные части изображения и заменить их белым или черным фоном, требуются некоторые механизмы фильтрации. Как только эти механизмы фильтрации будут использованы для данных, системе будет легче извлекать элементы из отфильтрованных изображений.

Извлечение признаков — это процесс выявления некоторых характерных черт, которые похожи на более чем одну выборку данных. Полученная информация может представлять собой общие характеристики, которые оцениваются для облегчения дальнейшей обработки. Например, при распознавании изображений извлеченные функции будут содержать информацию о оттенке серого, текстуре, форме или контексте изображения. Это основная информация, используемая при обработке изображений. Способы извлечения признаков и извлеченные признаки зависят от приложения.

После извлечения функций из обработанных данных результатом системы распознавания образов будет либо присвоение класса (помеченный набор данных), либо назначение кластера (набор данных без меток), либо прогнозируемые значения (где применяется регрессия).

Нейронный подход

Существует довольно много подходов к распознаванию образов, таких как статистический, синтаксический и нейронный. Статистический подход — это не что иное, как сбор исторических данных, и на основе наблюдений и анализа этих данных распознаются новые закономерности.Синтаксический подход также известен как структурный подход, поскольку он в основном опирается на подшаблоны, называемые примитивами, такими как слова.

Рассмотренные до сих пор подходы к распознаванию образов основаны на прямых вычислениях с помощью машин. Прямые вычисления основаны на математических и статистических методах. Помимо этих методов, еще одним является нейронный подход, здесь обсуждаются темы, связанные с нейронными сетями, для распознавания закономерностей. Как известно всем, нейрон — это основная единица клеток мозга, и вместе эти нейроны создают сети для управления конкретными задачами.Эта нейронная сеть реализована в системах. Результатом этих усилий стало изобретение искусственных нейронных сетей. [3]

Искусственная нейронная сеть — это вычислительная система, которая пытается стимулировать рабочую функцию биологической нейронной сети человеческого мозга. В этой сети все нейроны хорошо связаны, что помогает добиться массового параллельного распределения. Блоки ввода получают различные формы и структуры информации на основе внутренней системы взвешивания, а нейронная сеть пытается узнать об информации, представленной для создания одного выходного отчета [4].

Преимущества нейронных сетей заключаются в их способности к адаптивному обучению, самоорганизации и отказоустойчивости. Благодаря этим выдающимся возможностям нейронные сети используются для приложений распознавания образов. ИНС сначала проходит этап обучения, на котором она учится распознавать закономерности в данных, будь то визуально, на слух или тексту [4]. Некоторые из лучших нейронных моделей — это обратное распространение, сети высокого порядка, нейронные сети с временной задержкой и рекуррентные сети.

Рис. (3): Базовая структура нейронной сети прямого распространения

Обычно для распознавания образов используются только сети с прямой связью.Прямая связь означает, что на вход нет обратной связи. Подобно тому, как люди учатся на ошибках, нейронные сети также могут учиться на своих ошибках, давая обратную связь входным шаблонам. Такая обратная связь будет использоваться для восстановления входных паттернов и устранения ошибок; тем самым повышая производительность нейронных сетей. Конечно, построить нейронные сети такого типа очень сложно. Такие сети называются автоассоциативными нейронными сетями [3].Этой сложности построения сети можно избежать, используя алгоритмы обратного распространения. Во время этой контролируемой фазы сеть сравнивает свой фактический результат с тем, что она должна была производить — желаемым результатом.

Разница между обоими исходами скорректирована с использованием обратного распространения ошибки. Это означает, что сеть работает в обратном направлении, переходя от блока вывода к блокам ввода, чтобы регулировать вес своих соединений между блоками до тех пор, пока разница между фактическим и желаемым результатом не приведет к минимально возможной ошибке [4].Локальные минимумы — одна из основных проблем, связанных с алгоритмами обратного распространения. Кроме того, нейронные сети имеют проблемы, связанные с гиперпараметрами, такими как скорость обучения, выбор архитектуры, представление функций, модульность и масштабирование. Несмотря на наличие проблем и препятствий, применение нейронных сетей распространилось повсюду.

Реальный пример

Паттерн — это самая простая вещь, которую каждый может чему-то научить. Когда ребенок начинает учиться, он пытается найти шаблоны для идентификации различных предметов. Многие люди используют распознавание лиц на фотографиях при публикации в социальных сетях. Распознавание образов используется для создания этой системы распознавания лиц, аналогичной идентификации по отпечатку пальца.

По сути, машина пытается захватить особенности объекта и сохранить их в векторе. Эти элементы в векторах являются атрибутами узора. Пример: При представлении различных типов шаров (окружность, вес, форма и класс) будет вектором, а каждый объект — элементом.Если первый мяч принадлежит к классу 1, вектор будет (22,4 см, 163 г, круглый, 1), где значение последнего элемента представляет «мяч для крикета». Каждый тип мяча относится к отдельному классу и обозначается номером.

Приложения
  • Обработка, сегментация и анализ изображений

    Распознавание образов достаточно эффективно, чтобы дать машинам интеллект распознавания человеком.Это используется для обработки, сегментации и анализа изображений. Например, компьютеры могут обнаруживать различные виды насекомых лучше, чем люди.

  • Компьютерное зрение

    Используя систему распознавания образов, можно выделить важные особенности изображений и видео. Это полезно в компьютерном зрении, которое применяется в различных областях, особенно в биомедицинской визуализации.

  • Сейсмический анализ

Теоретико-решающие и синтаксические методы распознавания образов используются для обнаружения физических аномалий (ярких пятен) и распознавания структурных сейсмических образов на двумерных сейсмограммах.Здесь методы теории решений включают байесовскую классификацию, линейные и квадратичные классификации, древовидную классификацию, метод разделения и древовидную классификацию, а также последовательную классификацию [5].

  • Классификация радиолокационных сигналов

Методы распознавания образов и обработки сигналов используются в большом наборе данных для поиска схожих характеристик, таких как амплитуда, частоты, тип модуляции, тип сканирования, интервалы повторения импульсов и т. Д.По сути, это помогает классифицировать радиосигналы, и в зависимости от их класса выполняется преобразование в цифровую форму.

Все мы слышали имена Сири, Алекса и Кортона. Это все приложения для распознавания речи. Распознавание образов играет огромную роль в этой технике.

  • Идентификация по отпечатку пальца

Для идентификации отпечатков пальцев существует множество подходов к распознаванию.Но система распознавания образов — наиболее используемый подход.

Алгоритмы распознавания образов работают с реальными данными. Было обнаружено, что распознавание образов играет огромную роль в современной медицинской диагностике. От обнаружения рака молочной железы до алгоритмов проверки на covid-19 дают результаты с точностью более 90%.

Шаблоны повсюду, и никто не может это игнорировать. Хотя фондовый рынок трудно предсказать, все же существуют некоторые приложения на основе ИИ, которые используют подход распознавания образов для прогнозирования рынка.Пример: Blumberg, Tinkoff, SofiWealth и Kosho.

Список литературы

1. https://www.geeksforgeeks.org/pattern-recognition-introduction/

2. https://serokell.io/blog/pattern-recognition

3. https://ubiquity.acm.org/article.cfm?id=985625

4. https://www.investopedia.com/terms/a/artificial-neural-networks-ann.asp#: ~: text = An% 20artificial% 20neural% 20network% 20 (ANN)% 20is% 20the% 20piece % 20of% 20a,% 20human% 20or% 20statistical% 20 стандартов.

5. Распознавание образов в сейсморазведке Ку-Юань Хуанг (https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4612-4388-5_7#:~:text=Decision%2Dtheoretic%20and%20syntactic % 20 шаблон, шаблоны% 20in% 20 два% 2D-размер% 20 сейсмограмм.)

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *